Термічна стабільність та експлуатаційна надійність нанорозмірних металевих плівок на діелектриках та напівпровідниках

Розроблено комплексний науковий підхід для врахування «перехресних ефектів» впливу фізико-технологічних параметрів термічного осадження на структуру і властивості нанорозмірних металевих плівок Cu-Sn, Cu-Au, Cu-Mn, Cu-Sn-Mn, Al-Mn-Cr, Ni-Al, Ni-Au, Ti-Ag, Fe-Pt, тощо. Встановлено загальні закономірності перебігу дифузійних процесів внаслідок подальшого термічного відпалу в надвисокому вакуумі, кисень- та водневмісних атмосферах, йонно-плазмової та лазерної обробки. Встановлено роль фактору нанорозмірності, взаємозалежність процесів реакційної багатофазної дифузії, упорядкування, пороутворення, формування оксидних шарів, змін морфології поверхні та їх вплив на термічну стабільність та електрофізичні властивості. Розвинуто модельні уявлення щодо механізмів та кінетики термічно-стимульованої само- та гетеродифузії, а також специфічних ефектів, обумовлених інверсією матеріалів шарів, впливом додатково нанесених поверхневих та бар’єрних шарів тощо. Доведено, що процеси оксидо- та гідридоутворення на зовнішній поверхні термодинамічно визначають закономірності фазоутворення в об'ємі; на цій основі запропоновано феноменологічні та аналітичні моделі дифузії у багатошарових плівкових композиціях. Застосовано також підходи «ab initio», Car-Parinello молекулярної динаміки, кінетичної моделі Monte Carlo з метою комп’ютерного моделювання та оптимізації досліджуваних процесів. Запропоновано матеріалознавчі критерії для визначення режимів термічної обробки, які забезпечують підвищення термічної стабільності нанорозмірних металевих контактів, як частини мікроелектронних пристроїв із більш високим ступенем інтеграції, щільності монтажу, швидкодії та надійності.