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Tantalnitrid



Strukturformel
Keine Strukturformel vorhanden
Allgemeines
Name Tantalnitrid
Andere Namen
  • Tantalum(III)nitrid
  • Tantalmononitrid
Summenformel TaN (es gibt auch Ta2N, Ta2N3, Ta3N5 , Ta4N5, Ta5N6)
CAS-Nummer 12033-62-4
Kurzbeschreibung graues bis schwarzes Pulver
Eigenschaften
Molare Masse 194,955 g·mol−1
Aggregatzustand fest
Dichte 13,7 g·cm−3
Schmelzpunkt ~3000 °C
Siedepunkt - °C
Löslichkeit

unlöslich in Wasser

Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung

R- und S-Sätze R: ?
S: ?
MAK

-

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
 

Tantalnitride sind keramische Verbindungen aus Tantal und Stickstoff. Sie treten in mehreren Modifikationen und Oxidationsstufen auf (α-TaN, ε-TaN, Ta2N, ...). Am häufigsten verwendet wird Tantalmononitrid TaN. Es wird hauptsächlich bei der Chipherstellung als Sperr- und Haftschicht (Low-K-Dielektrika) verwendet, kommt jedoch auch bei hochgenauen Dünnschichtwiderständen zum Einsatz. Bei Dickschicht-Solarzellen setzt man Tantalnitrid als Diffusionsbarriere ein. Das Material wird dabei durch Sputtern aufgetragen. Weiterhin wird Tantalntitrid als Beschichtungsmaterial in der Medizintechnik oder von Schmelztiegeln verwendet, da es resistent gegen flüssige Aktiniden-Metalle ist.

Gewinnung und Darstellung

Tantalnitrid-Schichten können auf verschiedene Arten erzeugt werden. Die derzeit meist angewendete Methode ist die Sputterdeposition von Tantal in Anwesenheit von Stickstoffionen (reaktive Sputterdeposition). Im Zentrum der Forschung derzeit die Abscheidung von Tantalnitrid mithilfe der chemischen Gasphasenabscheidung bzw. der Atomlagenabscheidung. Hierfür werden metallorganische Reaktionsgase (Precursor) benötigt, die als Tantal-Quelle dienen. Ebenfalls notwendig ist eine Stickstoffquelle, wie das sehr häufig eingesetzte Ammoniak, das bei den üblichen Prozesstemperaturen von 200−400 °C dissoziert. Es gibt allerdings auch Reaktionsgase wie TBTDET, das sowohl als Tantal- als auch als Stickstoffquelle dient. Darüberhinaus existieren noch unzählige weitere Möglichkeiten Tantalnitrid-Schichten zu erzeugen, wie beispielsweise die Ionenimplantation von Stickstoff in Tantal-Schichten.

Literatur

  • Jens Baumann: Herstellung, Charakterisierung und Bewertung leitfähiger Diffusionsbarrieren auf Basis von Tantal, Titan und Wolfram für die Kupfermetallisierung von Siliciumschaltkreisen. Shaker, Aachen 2004. – ISBN 3-832-22532-3 (Weblink zum PDF, 45,38 MB)
 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Tantalnitrid aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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