Берсірова О. Л. Електрохімічне формування функціональних покриттів для мікроелектроніки

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0511U000529

Здобувач

Спеціальність

  • 05.17.03 - Технічна електрохімія

27-05-2011

Спеціалізована вчена рада

Д 08.078.01

Державний вищий навчальний заклад "Український державний хіміко-технологічний університет"

Анотація

Об'єкт дослідження - процеси електрохімічного синтезу тонкошарових функціональних покриттів срібла, золота та сплавів Mo та W, як заміни золота, для мікроелектроніки. Мета дослідження полягає у вирішенні наукової проблеми технічної електрохімії по створенню основ електрохімічного синтезу функціональних матеріалів (на прикладі покриттів срібла, золота в технології мікроелектроніки) на основі розвитку уявлень про вплив електрохімічної кінетики на структурочутливі властивості осадів і прогностичну можливість керування ними із залученням теорії електроактивних комплексів та гіпотези про кореляційний взаємозв'язок функціональних властивостей з фундаментальними кінетичними характеристиками. Методи дослідження - вольтамперометрія, хронопотенціометрія, математичне моделювання, спектрофотометрія, оптична та електронно-мікроскопічна металографія, рентгеноструктурний та мікрорентгено-спектральний аналіз, профілографія, електрохімічна імпедансна спектрометрія, елементний аналіз продуктів корозії, методи вимірювання електропровідності, мікротвердості, адгезії, зносостійкості, шорсткості, поруватості, міцності паяємості, ультразвукової мікрозварки розварки, та ін. Теоретичні і практичні результати: Виявлений діапазон стійкого процесу функціонального осадження (мінімальної динамічної нестабільності системи) (електрохімічний опір складає 4RT/?nFjгр при поляризації струмом j=0.4?0.6jгр), де реалізується найбільш сприятлива енергетика переважного зростання граней кристалів при мінімальній роботі утворення поверхні, що дозволяє отримувати осади електролітичного золота і срібла, фізико-хімічні властивості яких стабільні. Знайдена нова закономірність електрохімічної кінетики - розряд різних координаційних іонів арґентуму(І) та ауруму(І) відбувається за загальним механізмом. Як кореляційний параметр для прогнозування функціональних властивостей покриттів срібла і золота запропонований взаємоузгоджений параметр, що являє собою електрохімічний опір системи, природу комплексного іона і умови утворення ЕАК. Знайдені нові технічні рішення: розроблені альтернативні шляхи заміни контактного золота сплавами на основі тугоплавких металів з металами підгрупи заліза; новий селективний метод електрохімічної регенерації срібла; оптимізовані електроліти (обґрунтований склад електроліту, природа ЕАК, діапазон стійкого електроосадження, режим електролізу), вирішені проблеми контактного обміну, пасивації анодів, збільшення терміну служби буферних електролітів; які впроваджені в технологіях нанесення контактного провідного шару золота, срібла і сплавів вольфраму і молібдену, на металеві поверхні, напівпровідники і кераміку, в конкурентоздатних виробах мікро- і наноелектроніки, з істотним зниженням (до 15%) відбракованої продукції. Новизна: Наукові результати, що отримані при дослідженні кореляційного зв'язку між електрохімічною кінетикою і структурою та морфологією осадів, встановлені умови стійкого режиму процесу електроосадження металевих покриттів з функціональними властивостями, запропоновані принципи підбору компонентів електроліту, критерії оцінки та прогнозування властивостей осадів є новими та оригінальними. Результати впроваджено в технологіях керованого електроосадження функціональних гальванічних покриттів. Сфера (галузь) використання - технологія нанесення гальванічних покриттів мікроелектроніки, мікросистемної техніки, електрохімічне матеріалознавство. Ключові слова: функціональне покриття, срібло, золото, координаційна сполука, електровідновлення, кінетика, механізм, електрохімічний опір.

Файли

Схожі дисертації