УДК 541.64:548.737:539.27+211
С.И.Голоудина1), В.В.Лучинин1),
В.М.Пасюта1), С.В.Белых1),
А.В.Корляков1), И.В.Гофман2),
В.П.Склизкова2), В.В.Кудрявцев2)

HОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИИМИДНЫХ
ПЛЕНОК ЛЕНГМЮРА-БЛОДЖЕТТ: СОЗДАНИЕ МАТРИЦ
ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН И МОДИФИКАЦИЯ СВОЙСТВ
МЕМБРАН МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1) Санкт-Петербургский Государственный электротехнический
унвеситет, 197376, С-Петербург, ул. проф. Попова, 5, e-mail:
lb_lab@cmid.ru
2) Институт высокомолекулярных соединений РАН, 199004,
С-Петербург, ВО Большой пр., 31, e-mail: kudryav@hq.macro.ru


Метод Ленгмюра-Блоджетт используется для формирования на
поверхности твердых тел ультратонких органических пленок толщиной от
0.5 до 100 нм, обладающих различными свойствами. Для практического
применения наибольший интерес представляют пленки Ленгмюра-
Блоджетт (ПЛБ) из полиимидов (ПИ) [1] - полимеров, обладающих
максимальной термостабильностью (до 560°С) и высокой механической
прочностью.
В настоящей работе предложены два новых направления
использования ПЛБ ПИ: в качестве ультратонкой мембраны, закрывающей
ячейки сеток или отверстия микронного размера в подложке и для
формирования
бислойной
мембраны
микромеханического
виброакустического преобразователя с целью снижения ее внутреннего
напряжения.
Впервые было показано, что с помощью метода Ленгмюра-
Блоджетт можно формировать ПИ пленки на металлической сетке с
размером ячеек 40х40 мкм. Толщина пленок составила 70-130 нм. Сначала
на Ni-сеточку для электронной микроскопии наносили 200 монослоев
алкиламмонийной соли полиамидокислоты (ПАК) преполимера, затем в
результате термической имидизации получали пленку ПИ. Для контроля за
толщиной образующейся пленки, монослои соли ПАК наносились на Si-
подложки. Методом эллипсометрии измеряли толщину пленок на кремнии
до и после нагревания. Показано, что после нагревания до температур 300,
350 и 400С расчетная толщина одного монослоя в ПЛБ составляет 0.70,

0.65, 0.57
нм соответственно, что свидетельствует об образовании
полиимидной пленки. Наблюдения в оптическом микроскопе образцов
ПЛБ, нанесенных на сеточки показало, что пленка соли ПАК закрывает
95% ячеек сетки, после нагревания до температуры 300С закрытыми
остаются 90% ячеек, а при нагревании до температур 350 и 400С пленка
разрушается.
Кроме того, были сформированы бислойные мембраны, состоящие
из слоя нитрида кремния толщиной 0.13 мкм и ПЛБ ПИ разной толщины.
Измерения
статического
прогиба
мембраны
проводились
на
автоматизированной установке, разработанной в Центре микротехнологии
и диагностики [2]. Рассчитаны значения ее внутреннего напряжения и
определен предел прочности бислойной мембраны. В отсутствии ПИ
пленки внутреннее напряжении мембраны из нитрида кремния составляло
0.9 ГПа, а при нанесении ПЛБ ПИ толщиной 50 и 100 нм уменьшалось до
0.7 и 0.5 ГПа соответственно. При этом предел прочности составлял 1.1-
1.3 ГПа. Основным преимуществом применения ПЛБ ПИ в технологии
изготовления мембран является возможность прецизионно корректировать
внутреннее напряжение мембраны, а также использовать их в качестве
защитных и пассивирующих покрытий [3, 4].
Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (код проекта
02-03-32683)

1.
С.И.Голоудина, В.П.Склизкова, В.М.Пасюта и др. //
Поверхность.
Рентгеновские,
синхротронные
и
нейтронные
исследования. 2003. 10. С.93-99.
2.
Белых С.В., Корляков А.В., Лучинин В.В. и др. // Тезисы
докладов на III Международной конференции "Химия твердого тела и
современные микро- и нанотехнологии". 14 - 19 сентября 2003 г.
Кисловодск. С. 214-215.
3.
RU 2193255, H01L 21/18, 2002. Лучинин В.В., Голоудина
С.И., Пасюта В.М. и др.
4.
Голоудина С.И., Пасюта В.М., Лучинин В.В. и др. //
Петербургский журнал электроники. 2001. 4. С. 79-86.

Document Outline