टैंटलम नाइट्राइड: Difference between revisions

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[[टैंटलम]] [[नाइट्राइड]] (TaN) एक [[रासायनिक यौगिक]], टैंटलम का नाइट्राइड है। स्टोइचिमेट्रिक रूप से यौगिकों के कई चरण हैं, Ta<sub>2</sub>N से Ta<sub>3</sub>N<sub>5,</sub> TaN सहित।
[[टैंटलम]] [[नाइट्राइड]] (TaN) एक [[रासायनिक यौगिक]], टैंटलम का नाइट्राइड है। स्टोइचिमेट्रिक रूप से यौगिकों के कई चरण हैं, Ta<sub>2</sub>N से Ta<sub>3</sub>N<sub>5,</sub> और TaN सहित।


एक पतली फिल्म TaN के रूप में कंप्यूटर चिप्स की लाइन के पीछे के अंत में कॉपर परस्पर (इंटरकनेक्ट्स) के बीच प्रसार अवरोधक और रोधी परत के रूप में उपयोग किया जाता है। टैंटलम नाइट्राइड का उपयोग पतली फिल्म प्रतिरोधकों में भी किया जाता है।
एक पतली फिल्म TaN के रूप में कंप्यूटर चिप्स की लाइन के अंत में कॉपर परस्पर (इंटरकनेक्ट्स) के बीच में प्रसार अवरोधक और रोधी परत के रूप में उपयोग किया जाता है। टैंटलम नाइट्राइड का उपयोग पतली फिल्म प्रतिरोधकों में भी किया जाता है।


== चरण आरेख ==
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| OtherCations = [[Vanadium nitride]]<br/>[[Niobium nitride]]
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}}टैंटलम-[[नाइट्रोजन]] प्रणाली में टैंटलम में नाइट्रोजन ठोस समाधान सहित कई राज्य सम्मिलित हैं, साथ ही साथ कई नाइट्राइड चरण भी सम्मिलित हैं, जो जाली रिक्तियों के कारण अपेक्षित स्टोइकोमेट्री से भिन्न हो सकते हैं।<ref name=inna>{{Cite encyclopedia|encyclopedia = Concise Encyclopedia of Self-Propagating High-Temperature Synthesis - History, Theory, Technology, and Products | year = 2017 | pages = 370–371 | chapter = Tantalum Nitride | first  = Inna P. | last = Borovinskaya| doi = 10.1016/B978-0-12-804173-4.00150-2 | isbn = 9780128041734 }}</ref> नाइट्रोजन युक्त  "TaN" की एनीलिंग के परिणामस्वरूप  TaN और Ta<sub>5</sub>N<sub>6</sub> के दो चरण मिश्रण में रूपांतरण हो सकता हैl<ref name=inna/>
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Ta<sub>5</sub>N<sub>6</sub> का सामना करना पड़ अधिक ऊष्मीय रूप से स्थिर यौगिक माना जाता है - हालांकि यह 2500C से Ta<sub>2</sub>N पर निर्वात में विघटित हो जाता है।<ref name="inna" />यह Ta<sub>3</sub>N<sub>5</sub>  से निर्वात में अपघटन की सूचना मिली थी हिंसा Ta<sub>4</sub>N<sub>5</sub>, वह Ta<sub>5</sub>N<sub>6</sub>, ε-TaN, से Ta<sub>2</sub>N।<ref name=terao>{{citation|title = Structure of Tantalum Nitrides | first = Nobuzo | last = Terao | year =1971 | journal = Japanese Journal of Applied Physics | volume = 10 | pages = 248–259 | number = 2 | doi = 10.1143/JJAP.10.248 | bibcode = 1971JaJAP..10..248T }}</ref>
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== तैयारी ==
== तैयारी ==
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TaN को प्रायः पतली फिल्मों के रूप में तैयार किया जाता है। फिल्मों को जमा करने के तरीकों में आरएफ-मैग्नेट्रॉन-प्रतिक्रियाशील स्पटरिंग प्रायः है,<ref name=akashi/><ref name=zaman>{{citation| title = Microstructure and Mechanical Properties of TaN Thin Films Prepared by Reactive Magnetron Sputtering | first1 = Anna | last1 = Zaman| first2 = Efstathios I. | last2 = Meletis |date =  23 November 2017 | journal = Coatings| doi = 10.3390/coatings7120209 | volume = 7 | issue = 12 | pages = 209 | doi-access = free }}</ref>  एकदिश धारा (डीसी) [[स्पटरिंग]],<ref name=lima>{{citation| title = Tantalum Nitride as Promising Gate Electrode for MOS Technology | first1 = Lucas | last1 = Lima | first2 = Milena D.  | last2 =Moreiraa | first3 = Fred  | last3 =Cioldin | first4 = José Alexandre  | last4 = Diniza  | first5 = Ioshiaki  | last5 = Doi | doi = 10.1149/1.3474175| journal = ECS Trans. |year=2010 | volume = 31 | issue = 1|pages= 319–325| bibcode = 2010ECSTr..31a.319L | s2cid = 97901262 }}</ref> नाइट्रोजन में टैंटलम पाउडर के 'दहन' के माध्यम से [[स्व-प्रसार उच्च तापमान संश्लेषण]] (एसएचएस),<ref name=inna/>कम दबाव [[धातु कार्बनिक रासायनिक वाष्प जमाव]] (एलपी-एमओसीवीडी),<ref name=tsai>{{citation|title= Metalorganic chemical vapor deposition of tantalum nitride by tertbutylimidotris(diethylamido)tantalum for advanced metallization | journal = Appl. Phys. Lett. | volume = 67| issue = 8 | page = 1128 | year = 1995| doi = 10.1063/1.114983 | first1 = M. H.|last1 =  Tsai |first2= S. C.| last2 =  Sun | bibcode = 1995ApPhL..67.1128T }}</ref> [[आयन बीम सहायक बयान]] (IBAD),<ref name=baba>{{citation| journal = Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms | volume =  127–128| date = 2 May 1997 | pages =  841–845 | title = Structure and properties of NbN and TaN films prepared by ion beam assisted deposition | first1 = K. |last1 = Baba | first2 = R.| last2 = Hatada | first3= K.|last3 = Udoh | first4 = K. | last4 = Yasuda | doi = 10.1016/S0168-583X(97)00018-9 | bibcode = 1997NIMPB.127..841B}}</ref> और उच्च ऊर्जा नाइट्रोजन आयनों के साथ टैंटलम के [[इलेक्ट्रॉन बीम वाष्पीकरण]] द्वारा।<ref name=ensinger>{{citation | title = Low‐temperature formation of metastable cubic tantalum nitride by metal condensation under ion irradiation | journal = Journal of Applied Physics | volume = 77 | issue = 12 | page = 6630 | year = 1995 | doi = 10.1063/1.359073 | first1 = W. | last1 = Ensinger| first2 = M. | last2 =  Kiuchi | first3 =  M. | last3 = Satou | bibcode = 1995JAP....77.6630E }}</ref>
 
N<sub>2</sub> की सापेक्ष मात्रा के आधार पर, जमा की गई फिल्म (fcc) TaN से (हेक्सागोनल) Ta<sub>2</sub>N तक भिन्न हो सकती है के रूप में नाइट्रोजन घट जाती है।<ref name="zaman" />बीसीसी और हेक्सागोनल TaN सहित जमाव से कई अन्य चरणों की भी सूचना मिली है; हेक्सागोनल Ta<sub>5</sub>N<sub>6</sub>; टेट्रागोनल Ta<sub>4</sub>N<sub>5</sub>; ऑर्थोरोम्बिक Ta<sub>6</sub>N<sub>2.5</sub>, Ta<sub>4</sub>N, या Ta<sub>3</sub>N<sub>5</sub>.<ref name="zaman" />TaN फिल्मों के विद्युत गुण धात्विक संवाहक (कंडक्टर) से  अवरोधक (इंसुलेटर) तक भिन्न होते हैं, जो सापेक्ष नाइट्रोजन अनुपात पर निर्भर करता है, जिसमें N समृद्ध फिल्में अधिक प्रतिरोधक होती हैं।<ref name="kim">{{citation| title  =Electrical and mechanical properties of tantalum nitride thin films deposited by reactive sputtering | journal = Journal of Crystal Growth | volume = 283 |issue = 3–4 | pages = 404–408 | date = October 2005 | doi = 10.1016/j.jcrysgro.2005.06.017 | first1 = Deok-kee | last1 = Kim | first2 = Heon | last2 = Lee | first3 = Donghwan | last3 = Kim | first4 = Young Keun | last4 = Kim | bibcode = 2005JCrGr.283..404K }}</ref>
== उपयोग ==
== उपयोग ==
यह कभी-कभी तांबे, या अन्य प्रवाहकीय धातुओं के बीच प्रसार अवरोध या गोंद परतों को बनाने के लिए एकीकृत सर्किट निर्माण में उपयोग किया जाता है। [[बीईओएल]] प्रसंस्करण (c. 20 [[नैनोमीटर]] पर) के मामले में, तांबे को पहले टैंटलम के साथ लेपित किया जाता है, फिर TaN के साथ [[भौतिक वाष्प जमाव]] (पीवीडी) का उपयोग किया जाता है; इस बाधा लेपित तांबे को पीवीडी द्वारा अधिक तांबे के साथ लेपित किया जाता है, और यांत्रिक रूप से संसाधित (पीस/चमकाने) से पहले इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से लेपित तांबे से भरा जाता है।<ref>{{citation| url = https://semiengineering.com/challenges-mount-for-interconnect/ |first = Mark | last = LaPedus | title = Challenges Mount For Interconnect | date =26 June 2012 | work = semiengineering.com }}</ref>
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Revision as of 13:15, 13 May 2023

टैंटलम नाइट्राइड (TaN) एक रासायनिक यौगिक, टैंटलम का नाइट्राइड है। स्टोइचिमेट्रिक रूप से यौगिकों के कई चरण हैं, Ta2N से Ta3N5, और TaN सहित।

एक पतली फिल्म TaN के रूप में कंप्यूटर चिप्स की लाइन के अंत में कॉपर परस्पर (इंटरकनेक्ट्स) के बीच में प्रसार अवरोधक और रोधी परत के रूप में उपयोग किया जाता है। टैंटलम नाइट्राइड का उपयोग पतली फिल्म प्रतिरोधकों में भी किया जाता है।

चरण आरेख

टैंटलम नाइट्राइड
TaNstructure.jpg
TaNstructure2.jpg
Names
Other names
Tantalum mononitride
Identifiers
3D model (JSmol)
EC Number
  • 234-788-4
  • InChI=1S/N.Ta
  • N#[Ta]
Properties
TaN
Molar mass 194.955 g/mol
Appearance black crystals
Density 14.3 g/cm3
Melting point 3,090 °C (5,590 °F; 3,360 K)
insoluble
Structure
Hexagonal, hP6
P-62m, No. 189
Hazards
Flash point Non-flammable
Related compounds
Other cations
 Vanadium nitride
Niobium nitride
Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).
☒N verify (what is checkY☒N ?)

टैंटलम-नाइट्रोजन प्रणाली में टैंटलम में नाइट्रोजन ठोस समाधान सहित कई अवस्था सम्मिलित हैं, साथ ही साथ कई नाइट्राइड चरण भी सम्मिलित हैं, जो जाली रिक्तियों के कारण अपेक्षित स्टोइकोमेट्री से भिन्न हो सकते हैं।[1] नाइट्रोजन युक्त "TaN" की एनीलिंग के परिणामस्वरूप TaN और Ta5N6 के दो चरण मिश्रण में रूपांतरण हो सकता हैl[1]

Ta5N6 का सामना करना पड़ अधिक ऊष्मीय रूप से स्थिर यौगिक माना जाता है - हालांकि यह 2500C से Ta2N पर निर्वात में विघटित हो जाता है।[1]यह वैक्यूम में Ta3N5 को Ta4N5, Ta5N6, ε-TaN, Ta2N में विघटित करने की सूचना दी गई l[2]

तैयारी

TaN को प्रायः पतली फिल्मों के रूप में तैयार किया जाता है। फिल्मों को जमा करने के तरीकों में आरएफ-मैग्नेट्रॉन-प्रतिक्रियाशील स्पटरिंग प्रायः है,[3][4] एकदिश धारा (डीसी) स्पटरिंग,[5] नाइट्रोजन में टैंटलम पाउडर के 'दहन' के माध्यम से स्व-प्रसार उच्च तापमान संश्लेषण (एसएचएस),[1]कम दबाव धातु कार्बनिक रासायनिक वाष्प जमाव (एलपी-एमओसीवीडी),[6] आयन बीम सहायक बयान (IBAD),[7] और उच्च ऊर्जा नाइट्रोजन आयनों के साथ टैंटलम के इलेक्ट्रॉन बीम वाष्पीकरण द्वारा।[8]

N2 की सापेक्ष मात्रा के आधार पर, जमा की गई फिल्म (fcc) TaN से (हेक्सागोनल) Ta2N तक भिन्न हो सकती है के रूप में नाइट्रोजन घट जाती है।[4]बीसीसी और हेक्सागोनल TaN सहित जमाव से कई अन्य चरणों की भी सूचना मिली है; हेक्सागोनल Ta5N6; टेट्रागोनल Ta4N5; ऑर्थोरोम्बिक Ta6N2.5, Ta4N, या Ta3N5.[4]TaN फिल्मों के विद्युत गुण धात्विक संवाहक (कंडक्टर) से अवरोधक (इंसुलेटर) तक भिन्न होते हैं, जो सापेक्ष नाइट्रोजन अनुपात पर निर्भर करता है, जिसमें N समृद्ध फिल्में अधिक प्रतिरोधक होती हैं।[9]

उपयोग

यह कभी-कभी तांबे, या अन्य प्रवाहकीय धातुओं के बीच प्रसार अवरोध या गोंद परतों को बनाने के लिए एकीकृत सर्किट निर्माण में उपयोग किया जाता है। बीईओएल प्रसंस्करण (c. 20 नैनोमीटर पर) के मामले में, तांबे को पहले टैंटलम के साथ लेपित किया जाता है, फिर TaN के साथ भौतिक वाष्प जमाव (पीवीडी) का उपयोग किया जाता है; इस बाधा लेपित तांबे को पीवीडी द्वारा अधिक तांबे के साथ लेपित किया जाता है, और यांत्रिक रूप से संसाधित (पीस/चमकाने) से पहले इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से लेपित तांबे से भरा जाता है।[10]

इसका उपयोग थिन फिल्म रेसिस्टर्स में भी होता है।[3] निक्रोम रेसिस्टर्स की तुलना में यह एक पैसिवेशन (रसायन विज्ञान) ऑक्साइड फिल्म बनाने का लाभ है जो नमी के लिए प्रतिरोधी है।[11]

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 Borovinskaya, Inna P. (2017). "Tantalum Nitride". Concise Encyclopedia of Self-Propagating High-Temperature Synthesis - History, Theory, Technology, and Products. pp. 370–371. doi:10.1016/B978-0-12-804173-4.00150-2. ISBN 9780128041734.
  2. ↑ Terao, Nobuzo (1971), "Structure of Tantalum Nitrides", Japanese Journal of Applied Physics, 10 (2): 248–259, Bibcode:1971JaJAP..10..248T, doi:10.1143/JJAP.10.248
  3. ↑ 3.0 3.1 Akashi, Teruhisa (2005), "Fabrication of a Tantalum-Nitride Thin-Film Resistor with a Low-Variability Resistance", IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines, 125 (4): 182–187, Bibcode:2005IJTSM.125..182A, doi:10.1541/ieejsmas.125.182
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 Zaman, Anna; Meletis, Efstathios I. (23 November 2017), "Microstructure and Mechanical Properties of TaN Thin Films Prepared by Reactive Magnetron Sputtering", Coatings, 7 (12): 209, doi:10.3390/coatings7120209
  5. ↑ Lima, Lucas; Moreiraa, Milena D.; Cioldin, Fred; Diniza, José Alexandre; Doi, Ioshiaki (2010), "Tantalum Nitride as Promising Gate Electrode for MOS Technology", ECS Trans., 31 (1): 319–325, Bibcode:2010ECSTr..31a.319L, doi:10.1149/1.3474175, S2CID 97901262
  6. ↑ Tsai, M. H.; Sun, S. C. (1995), "Metalorganic chemical vapor deposition of tantalum nitride by tertbutylimidotris(diethylamido)tantalum for advanced metallization", Appl. Phys. Lett., 67 (8): 1128, Bibcode:1995ApPhL..67.1128T, doi:10.1063/1.114983
  7. ↑ Baba, K.; Hatada, R.; Udoh, K.; Yasuda, K. (2 May 1997), "Structure and properties of NbN and TaN films prepared by ion beam assisted deposition", Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 127–128: 841–845, Bibcode:1997NIMPB.127..841B, doi:10.1016/S0168-583X(97)00018-9
  8. ↑ Ensinger, W.; Kiuchi, M.; Satou, M. (1995), "Low‐temperature formation of metastable cubic tantalum nitride by metal condensation under ion irradiation", Journal of Applied Physics, 77 (12): 6630, Bibcode:1995JAP....77.6630E, doi:10.1063/1.359073
  9. ↑ Kim, Deok-kee; Lee, Heon; Kim, Donghwan; Kim, Young Keun (October 2005), "Electrical and mechanical properties of tantalum nitride thin films deposited by reactive sputtering", Journal of Crystal Growth, 283 (3–4): 404–408, Bibcode:2005JCrGr.283..404K, doi:10.1016/j.jcrysgro.2005.06.017
  10. ↑ LaPedus, Mark (26 June 2012), "Challenges Mount For Interconnect", semiengineering.com
  11. ↑ Licari, James J.; Enlow, Leonard R. (1998), Hybrid Microcircuit technology Handbook (2nd ed.), Noyes Publications, § 2.5 Characteristics of Tantalum Nitride Resistors, pp.83-4
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