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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 12/4 - 2009  - pp.445-459  - doi:10.3166/ejee.12.445-459
TITLE
Electrode and atmosphere effects on polyimide dielectric properties during thermal ageing

RÉSUMÉ
L’influence de la métallisation et de l’atmosphère de test sur les propriétés diélectriques d’un matériau polyimide (PI) à haute température est étudiée à l’aide de structures métal-isolant-métal. Bien que les structures métallisées Au et Ag présentent un comportement semblable, stable au cours d’un vieillissement thermique, celles métallisées avec Al possèdent une relaxation interfaciale supplémentaire d’amplitude élevée, instable dans l’air, se traduisant par l’amélioration de leurs propriétés. Des images MEB, et des analyses physico-chimiques des structures Al-PI-Al après vieillissement montrent la croissance de couches en bordure du film de PI due à la diffusion d’atomes Al à travers le volume du PI. Une recombinaison des atomes Al avec les atomes O provenant de l’air pourrait expliquer ce comportement par la formation de couches barrière AlxOy.


ABSTRACT
The metallization and the characterization atmosphere influences on the dielectric properties of a polyimide (PI) material at high temperature have been studied using metalinsulator- metal (MIM) structures. Although the Au and Ag metallized structures exhibit a similar behaviour, relatively stable during thermal ageing, the Al metallized ones present an additional interfacial relaxation of high magnitude and instable in air. This instability leads to the dielectric property improvement. SEM images, supported by the Al-PI-Al structure physico-chemical analysis after the thermal ageing in air, showed the growth of thick interfacial layers at the PI film edges, mainly due to the Al atom diffusion towards the PI bulk. A probable recombination of Al atoms with O atoms coming from air could explain such a behaviour through the formation of AlxOy barrier interfacial layers.


AUTEUR(S)
Sombel DIAHAM, Marie-Laure LOCATELLI, Samir ZELMAT, Thierry LEBEY, Sorin DINCULESCU, Benoît SCHLEGEL, Christiane DUBOIS

MOTS-CLÉS
polyimide, MIM, électrodes, propriétés diélectriques, haute température, FTIR, SIMS.

KEYWORDS
polyimide, MIM, electrodes, dielectric properties, high temperature, FTIR, SIMS.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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