Способ определения коэффициента диффузии в твердом материале Советский патент 1987 года по МПК G01N13/00 

Изобретение относится к контрольио-измерительной технике, а именно к способам определения коэффициента диффузии примесей в тонких твердо- тельных пленках, и может быть использовано в металловедении, микроэлектронике и т.д.

Целью изобретения является повышение точности путем исключения оши- бок, вносимых подложкой, и повышение экспрессности путем сокращения времени отжига.

Пример. На поверхность стекл наносили пленку меди в режиме, обес- печивающем ее свободное отделение от основы после извлечения образца из камеры. Затем на поверхность пленки меди наносили слой диффузанта - цинка толщиной порядка 100 мкм. За- тем снова наносили слой меди. Толщины пленок меди, осажденной предварительно на стекло и на поверхность слоя цинка, были одинаковыми и равными 5 мкм. В ходе опытов по получению трехслойных композиций медь -цинк - медь геометрию испарения подбирали та- кшА образом,чтобы неравномерность распределения толщины слоев металла- растворителя (в данном случае меди) была не хуже 0,5% на поверхности-прямоугольной подложки 4-6 см.

Приготовленный таким образом трехслойный образец медь -цинк -медь извлекали из камеры, взвешивали, края завальцовывали для предотвращения испарения цинка с боковых направлений. Изм еряли площадь образца, образец помещали в камеру, содержащую специальньш нагреватель для проведе- ния диффузионного отжига при заданной температуре, камеру откачивали до давления порядка 5-10 мм рт.ст., и проводили диффузионный отжиг трехслойного образца в вакууме. В про- цессе отжига постоянно контроливали температуру отжига, а также его продолжительность. После окончания процесса образец извлекали из камеры, визуально осматривали с целью определения корректности проведения процесса. В тех случаях, когда нарушалась вальцовка краев образца, данные в расчеты не принимались.

Затем определяли убыль веса образца после отжига и рассчитьшали коэффициент диффузии D цинка в меди по формулеD лт-Ь/(Сз, - Cj-c-S, где дт -;убыль массы образцов; S - площадь образца, h - толщина слоя металла-растворителя, СМ;

С .- разность концентраций диффузанта на внутренней и на внепшей границах слоя металла-растворителя,

6 - время отжига, с. В конкретных опытах значение С - С соответствует 7,1 г/см.

В таблице приведены данные измерений и расчета при различных температурах и временах отжига. I Формула изобретения

Способ определения коэффициента диффузии в твердом материале, заключающийся в формировании многослойного образца нанесением слоя диффузанта на подложку с последующим нанесением слоя исследуемого материала на слой диффузанта, отжиге образца в вакууме, измерении изменения массы образца, вызванного отжигом, и расчете коэффициента диффузии по измеренной величине, отличающийся тем, что, с целью повьппе- ния точности путем исключения ошибок, вносимых подложкой, и повьшения экспрессности путем сокращения времени отжига, диффузант. наносят на подложку из исследуемого материала, толщиной, равной толщине слоя исследуемого материала.

Изобретение относится к физическому металловедению, в частности к определению параметров диффузии в тонких слоях по данным гравиметрического контроля при диффузионном отжиге. Целью изобретения является повышение точности путем исключения ошибок, вносимых подложкой, и повышение экспрессности путем сокращения времени отжига..Формируют многослойньй образец нанесением слоя диффузанта на подложку из исследуемого материала .и слоя исследуемого материала на слой диффузанта. Затем отжигают образец в вакууме, измеряют изменение веса образца, вызванное отжигом, и рассчитывают коэффициент диффузии по, измеренной величине, при этом толщина подложки равна толщине сло1я исследуемого материала. 1 табл. i (Л С :о ел :G