El nitruro de tantalio (TaN) es un compuesto químico , un nitruro de tantalio . Hay múltiples fases de compuestos, esteiquimétricamente desde Ta 2 N hasta Ta 3 N 5 , incluido TaN.
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Nombres | |
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Otros nombres Mononitruro de tantalio | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
Tarjeta de información ECHA | 100.031.613 ![]() |
Número CE |
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PubChem CID | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
Broncearse | |
Masa molar | 194,955 g / mol |
Apariencia | cristales negros |
Densidad | 14,3 g / cm 3 |
Punto de fusion | 3.090 ° C (5.590 ° F; 3.360 K) |
insoluble | |
Estructura | |
Hexagonal, hP6 | |
P-62m, No. 189 | |
Peligros | |
punto de inflamabilidad | No es inflamable |
Compuestos relacionados | |
Otros cationes | Nitruro de vanadio Nitruro de niobio |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
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Referencias de Infobox | |
Como película delgada, TaN se utiliza como barrera de difusión y capa aislante entre interconexiones de cobre en el extremo posterior de la línea de chips de computadora. Los nitruros de tantalio también se utilizan en resistencias de película fina.
Diagrama de fases
El sistema de tantalio- nitrógeno incluye varios estados, incluida una solución sólida de nitrógeno en tantalio, así como varias fases de nitruro, que pueden variar de la estequiometría esperada debido a las vacantes de la red. [1] El recocido de "TaN" rico en nitrógeno puede resultar en la conversión a una mezcla de dos fases de TaN y Ta 5 N 6 . [1]
Se cree que Ta 5 N 6 es el compuesto más estable térmicamente, aunque se descompone en el vacío a 2500 ° C a Ta 2 N. [1] Se informó la descomposición en el vacío de Ta 3 N 5 a través de Ta 4 N 5 , Ta 5 N 6 , ε-Tanorte, hasta Ta 2 N. [2]
Preparación
A menudo, TaN se prepara como películas delgadas. Los métodos para depositar las películas incluyen la pulverización catódica reactiva con magnetrón RF, [3] [4] pulverización catódica de corriente continua (CC) , [5] Síntesis autopropagable a alta temperatura (SHS) mediante la "combustión" de polvo de tantalio en nitrógeno, [ 1] deposición de vapor químico metalorgánico a baja presión (LP-MOCVD), [6] deposición asistida por haz de iones (IBAD), [7] y por evaporación de tantalio por haz de electrones junto con iones de nitrógeno de alta energía. [8]
Dependiendo de la cantidad relativa de N 2 , la película depositada puede variar de (fcc) TaN a (hexagonal) Ta 2 N a medida que disminuye el nitrógeno. [4] También se ha informado de una variedad de otras fases a partir de la deposición, incluidas bcc y TaN hexagonal; Ta 5 N 6 hexagonal ; tetragonal Ta _ { 4} N _ { 5} ; Ortorrómbico Ta 6 N 2,5 , Ta 4 N o Ta 3 N 5 . [4] Las propiedades eléctricas de las películas de TaN varían de conductor metálico a aislante dependiendo de la relación relativa de nitrógeno, siendo las películas ricas en N más resistivas. [9]
Usos
A veces se utiliza en la fabricación de circuitos integrados para crear una barrera de difusión o capas de "pegamento" entre el cobre u otros metales conductores. En el caso del procesamiento BEOL (a aproximadamente 20 nm ), el cobre se recubre primero con tántalo, luego con TaN usando deposición física de vapor (PVD); este cobre recubierto de barrera se recubre luego con más cobre mediante PVD y se rellena con cobre recubierto electrolíticamente antes de ser procesado mecánicamente (esmerilado / pulido). [10]
También tiene aplicación en resistencias de película fina . [3] Tiene la ventaja sobre las resistencias de nicromo de formar una película de óxido pasivante que es resistente a la humedad. [11]
Referencias
- ^ a b c d Borovinskaya, Inna P. (2017), "Nitruro de tantalio", enciclopedia concisa de síntesis autopropagable a alta temperatura , enciclopedia concisa de síntesis autopropagable a alta temperatura: historia, teoría, tecnología y productos , págs. 370–371, doi : 10.1016 / B978-0-12-804173-4.00150-2 , ISBN 9780128041734
- ^ Terao, Nobuzo (1971), "Estructura de los nitruros de tantalio", Revista japonesa de física aplicada , 10 (2): 248–259, Código bibliográfico : 1971JaJAP..10..248T , doi : 10.1143 / JJAP.10.248
- ^ a b Akashi, Teruhisa (2005), "Fabricación de una resistencia de película delgada de nitruro de tantalio con una resistencia de baja variabilidad", IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines , 125 (4): 182-187, Bibcode : 2005IJTSM.125..182A , doi : 10.1541 / ieejsmas.125.182
- ^ a b c Zaman, Anna; Meletis, Efstathios I. (23 de noviembre de 2017), "Microestructura y propiedades mecánicas de películas delgadas de TaN preparadas por pulverización con magnetrón reactivo", Recubrimientos , 7 (12): 209, doi : 10.3390 / recubrimientos7120209
- ^ Lima, Lucas; Moreiraa, Milena D .; Cioldin, Fred; Diniza, José Alexandre; Doi, Ioshiaki (2010), "Nitruro de tantalio como electrodo de puerta prometedor para la tecnología MOS", ECS Trans. , 31 (1): 319–325, doi : 10.1149 / 1.3474175
- ^ Tsai, MH; Sun, SC (1995), "Deposición de vapor químico metalorgánico de nitruro de tantalio por tertbutilimidotris (dietilamido) tantalio para metalización avanzada", Appl. Phys. Letón. , 67 (8): 1128, Bibcode : 1995ApPhL..67.1128T , doi : 10.1063 / 1.114983
- ^ Baba, K .; Hatada, R .; Udoh, K .; Yasuda, K. (2 de mayo de 1997), "Estructura y propiedades de las películas de NbN y TaN preparadas por deposición asistida por haz de iones", Instrumentos y métodos nucleares en la investigación de la física Sección B: Interacciones de los haces con materiales y átomos , 127-128: 841– 845, código Bib : 1997NIMPB.127..841B , doi : 10.1016 / S0168-583X (97) 00018-9
- ^ Ensinger, W .; Kiuchi, M .; Satou, M. (1995), "Formación a baja temperatura de nitruro de tantalio cúbico metaestable por condensación de metal bajo irradiación de iones", Journal of Applied Physics , 77 (12): 6630, Bibcode : 1995JAP .... 77.6630E , doi : 10.1063 / 1.359073
- ^ Kim, Deok-kee; Lee, Heon; Kim, Donghwan; Kim, Young Keun (octubre de 2005), "Propiedades eléctricas y mecánicas de las películas delgadas de nitruro de tantalio depositadas por pulverización catódica reactiva", Journal of Crystal Growth , 283 (3–4): 404–408, Bibcode : 2005JCrGr.283..404K , doi : 10.1016 / j.jcrysgro.2005.06.017
- ^ LaPedus, Mark (26 de junio de 2012), "Los desafíos aumentan para la interconexión" , semiengineering.com
- ^ Licari, James J .; Enlow, Leonard R. (1998), Manual de tecnología de microcircuitos híbridos (2a ed.), Publicaciones Noyes, § 2.5 Características de las resistencias de nitruro de tantalio, págs.83-4
NH 3 N 2 H 4 | Él (N 2 ) 11 | ||||||||||||||||
Li 3 N | Ser 3 N 2 | BN | β-C 3 N 4 g-C 3 N 4 C x N y | N 2 | N x O y | NF 3 | Nordeste | ||||||||||
Na 3 N | Mg 3 N 2 | AlN | Si 3 N 4 | PN P 3 N 5 | S x N y SN S 4 N 4 | NCl 3 | Arkansas | ||||||||||
K 3 N | Ca 3 N 2 | ScN | Estaño | VN | CrN Cr 2 N | Mn x N y | Fe x N y | Estafa | Ni 3 N | CuN | Zn 3 N 2 | GaN | Ge 3 N 4 | Como | Se | NBr 3 | Kr |
Rb | Sr 3 N 2 | YN | ZrN | NbN | β-Mo 2 N | Tc | Ru | Rh | PdN | Ag 3 N | CdN | Posada | Sn | Sb | Te | NI 3 | Xe |
Cs | Ba 3 N 2 | Hf 3 N 4 | Broncearse | WN | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg 3 N 2 | TlN | Pb | Compartimiento | Correos | A | Rn | |
P. | Ra 3 N 2 | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Monte | Ds | Rg | Cn | Nueva Hampshire | Florida | Mc | Lv | Ts | Og | |
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