Методы формирования тонкоплёночных структур

В последнее время эта проблема решена и для плоских мишеней, конструктивные варианты которых приведены на рисунках 2.18 д-з. В отличие от традиционной плоской формы (рис. 2.18д), мишень выполняется с утолщением в области зоны эрозии (рис. 2.18е) а в держателе делается канавка аналогичной формы. Такая мишень в процессе распыления обеспечивает хороший тепловой контакт за счёт её термического расширения. Помимо хорошего охлаждения при этом достигается и более высокий коэффициент использования распыляемого материала по сравнению с равнотолщинной мишенью. Еще выше этот эффект для мишеней, показанных на рисунках 2.18ж,з (до 70 % и 90 % соответственно).

Типичные конструкции магнетронных распылительных систем с плоскими мишенями приведены на рис. 2.19.



Рис. 2.19. Конструкции магнетронных распылительных систем с плоскими мишенями: 1 - мишень; 2 - анод; 3 - магнитная система; 4 - дополнительный электрод; 5 - полюсные наконечники

В простейшем случае (рис. 2.19а) система включает в себя магнитный блок, вмонтированный в водоохлаждаемый корпус, являющийся одновременно и держателем мишени. Вокруг корпуса располагается анод в виде цилиндра или медной трубки с проточной водой, установленный по периметру мишени вблизи её. Анод обычно заземляется. Для более полного устранения бомбардировки подложек вторичными электронами катодный блок окружается заземленным экраном, а по периметру мишени и в центре устанавливаются изолированные аноды, имеющие небольшой положительный потенциал (50 В) относительно земли. Аноды перекрывают места входа и выхода силовых линий магнитного поля и улавливают рассеиваемые вдоль силовых линий вторичные электроны, оставляя открытой только ту область мишени, где силовые линии параллельны распыляемой поверхности и скорость распыления максимальна (рис. 2.19б). Экранирование слабо распыляемых участков мишени улучшает свойства получаемых плёнок. При изготовлении чувствительных к радиационным воздействиям приборов целесообразно дополнительно улавливать летящие в сторону подложки ионы, которые, например, могут образоваться в результате ионизации распыленных атомов мишени. В этом случае над поверхностью положительного анода устанавливается дополнительный отрицательный электрод (рис. 2.19в).

На рис. 2.19г представлена конструкция магнетронной распылительной системы, использующей мишень специальной формы - четыре составные части из стержней с заданным профилем сечения, расположенных вдоль прямоугольной зоны распыления. Каждая часть крепится к центру и по периметру брусками из магнитного материала, которые являются в данном случае полюсными наконечниками, выводящими силовые линии магнитного поля от полюсов магнитной системы на поверхность мишени. Это позволяет распылять достаточно толстые мишени. После распыления половины материала мишени она переворачивается и производится распыление остальной части, что обеспечивает повышение коэффициента использования материала мишени до 90 %.

Типичная конструкция магнетронной распылительной системы с конической мишенью показана на рис. 2.20а. Магнитная система с держателем и мишенью помещается в заземленный корпус, который играет роль дополнительного анода. Основной анод располагается в центре, и на него может быть подано положительное смещение. Недостатком такой магнетронной системы является сложность изготовления магнитной системы, обеспечивающей фокусировку силовых линий магнитного поля между полюсными наконечниками. Обычно наблюдаются искажение и рассеяние силовых линий у верхнего внешнего полюсного наконечника, что затрудняет локализацию плазмы в центральной наиболее толстой части мишени.

Положительного результата можно достигнуть, используя дополнительную магнитную систему, расположенную над верхним полюсным наконечником непосредственно под дополнительным анодом (рис. 2.20б).

Для магнитной системы могут быть использованы электромагниты, однако это влечет за собой увеличение габаритов, необходимость стабилизированного электропитания постоянным током и электрической изоляции в условиях интенсивного водяного охлаждения. Поэтому в промышленных условиях целесообразно применять постоянные магниты, а электромагниты - при экспериментальных исследованиях для выбора оптимальной величины магнитного поля применительно к конкретным условиям и конструкции магнетронной распылительной системы.

Рис. 2.20. Конструкции магнетронных распылительных систем с конической мишенью: 1 - мишень; 2 - анод; 3 - магнитная система; 4 - водоохлаждаемый держатель; 5 - экран; 6 - дополнительный магнит

С коэффициентом использования распыляемого материала тесно связана проблема равномерности распыления мишени. Выше были показаны пути повышения коэффициента использования распыляемого материала выбором мишени определённой геометрии. Однако существует еще один путь - применение сканирующего магнитного поля. Существуют два способа перемещения магнитного поля по поверхности мишени: электромагнитный и механический. Реализация этих способов представлена на рис. 2.21.

Рис. 2.21. Конструкции магнетронных распылительных систем с переменным магнитным полем

В первом случае вокруг мишени устанавливают электромагнит, который создаёт дополнительное переменное магнитное поле, перпендикулярное поверхности мишени (рис. 2.21а). При неподвижном постоянном поле арочной конфигурации профиль зоны распыления имеет вид, показанный на рис. 2.21б. Использование дополнительного переменного поля производит деформацию основного поля: вершина арки начинает смещаться от средней линии, в результате чего происходит симметричное смещение зоны максимальной эрозии, и профиль распыления становится почти прямоугольным (рис. 2.21в). Равномерность распыления мишени можно значительно увеличить, используя многоячеистую электромагнитную систему, питающуюся от сети переменного тока (рис. 2.21г).

Форма и размеры магнетронных систем могут быть самыми разнообразными. Имеются сведения о конструкциях с мишенями длиной 2 м и шириной до 20 см. При использовании мишеней большой площади с целью более равномерного их распыления создаётся несколько зон распыления. Например, известны системы с дисковыми мишенями диаметром более 60 см, в которых создавалось до шести зон распыления в виде концентрических колец, при этом коэффициент использования материала мишени достигал 80%. Для повышения производительности в установках непрерывного действия можно применять прямоугольные магнетронные системы с несколькими зонами распыления, каждая из которых будет представлять собой линейные источники распыляемого материала, поперёк которых перемещается подложка. Естественно, что увеличение распыляемой площади требует приложения больших мощностей, и на упомянутую выше мишень размером 200x20 см, используемую при производстве зеркал и в автомобильной промышленности, нужно подавать мощность до 100 кВт.

В заключение отметим, что потенциальные возможности применения магнетронных распылительных систем в настоящее время еще далеко не полностью выяснены и реализованы. Но уже сейчас применение магнетронных установок весьма широко. Они заняли прочные позиции в технологиях изготовления полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. В частности, применяются для формирования контактов к различным полупроводниковым и пассивным элементам схем. Это изготовление резистивных плёнок гибридных микросхем, магнитных плёнок, низкоомных контактов и многое другое.

Несмотря на всю широту использования магнетронных систем распыления, нельзя утверждать то, что к настоящему моменту они являются достаточно хорошо изученными. Все большее практическое применение МРС значительно опередило разработку теории и методику их расчёта.

2.4 Высокочастотное распыление

Разряд на постоянном токе нельзя использовать для распыления диэлектрических материалов, так как электроны должны непрерывно уходить с мишени во внешнюю цепь. Поэтому мишень должна быть проводящей. Это ограничение снимается при проведении разряда на переменном токе достаточно высокой частоты, именно такой, при которой за половину периода высокочастотного напряжения, приложенного к электродам Э1 и Э2 (рис. 2.22) электроны не успевают пройти расстояние между анодом и катодом (обычно это частота 10-50 МГц). В этом случае электроны попеременно движутся то к электроду Э1, то к электроду Э2, производя на своем пути ионизацию газа. Для поддержания стационарного характера разряда необходимо, чтобы за время своей жизни каждый электрон произвел в среднем одну ионизацию. Роль электродов Э1 и Э2 сводиться теперь лишь к созданию поля в газоразрядном промежутке, их можно в принципе вынести за пределы газоразрядной камеры. В установках высокочастотного распыления электроды покрываются мишенями М1 и М2 из распыляемого диэлектрика.

Так как электроны плазмы имеют намного большие скорости теплового движения, чем ионы, то поверхности мишеней, соприкасающиеся с плазмой, заряжаются отрицательно. Величина этого разряда растет при подаче на электроды ВЧ напряжения. Действительно, когда положительный заряд на каком-либо электроде, например на Э1, оказывается больше отрицательного заряда на мишени М1, поле будет направленно от мишени к газу и на мишень пойдет дополнительный поток электронов. Остальную часть периода к мишени будут дрейфовать ионы. Однако так как их подвижность значительно ниже чем у электронов, то они практически. почти не будут изменять величину отрицательного заряда мишени. При достаточно большом ВЧ напряжении мишени будут весьма энергично бомбардироваться ионами и распыляться. Попадая на подложку П и, конденсируясь, распылённые частицы мишени будут создавать на ней плёнку.

2.5 Синтез плёнок сложного состава

Основным отличием ионно-плазменных методов синтеза тонких плёнок сложного состава от других методов является использование налетающих частиц с повышенной кинетической энергией. Поэтому все известные ионно- плазменные методы целесообразно классифицировать по величине кинетической энергии используемых частиц. Исходя из этого, основные ионно- плазменные методы формирования тонких плёнок можно отнести к одному из следующих видов: 1) гетерогенные ионно-плазменные реакции, 2) ионно- реактивное распыление, 3) ионно-активируемое реактивное осаждение, 4) реактивная ионная имплантация, 5) ионное перемещение. Схемотехническое пояснение перечисленных методов синтеза химических соединений дано на рис. 2.23.

В свою очередь, методы каждого из приведённых типов можно подразделить по другим признакам (например, по способу осуществления процесса, по зарядовому состоянию налетающих частиц, по размерам налетающих частиц и т.д.).

2.5.1 Ионно-плазменные реакции

Метод гетерогенных ионно-плазменных реакций получения плёнок соединения целесообразно разделить на два типа: реакция на поверхности, контактирующей с плазмой, содержащей химически активные элементы и активируемых облучением ионами химически активных элементов низких энергий.

Реакция синтеза на поверхности твёрдых тел, контактирующих с плазмой, происходят при выдержке образцов в реактивной плазме тлеющего разряда. Процесс имеет некоторые общие черты с методом анодирования в газовом разряде. Основное различие между анодированием и реакцией в плазме состоит в отсутствие управляемого потенциала на образце во время реакции при выдержке образцов в плазме. Процесс, главным образом, используется для получения тонких слоёв окисла или нитрида на металлах или полупроводниках. Реакции в плазме обычно проводятся при температурах образца 100-8000 °С. Ионно-стимулированная диффузия адсорбированных атомов кислорода или азота к границе раздела, которая является зоной реакции, позволяет получить плёнки химических соединений толщиной до 1 мкм. Метод химических реакций выдержкой в плазме успешно применяется для гидрогенизирования атмосферного кремния, получения нитридов, окислов.

Более универсальным методом получения тонких плёнок сложного химического соединения является облучение мишеней (образцов) реактивными ионами низких энергий. Схематическое изображение типичной установки этого метода представлена на рис. 2.24.

Ориентировочные параметры процесса: вакуум - 10" -10"z Па, ионный ток - 0,1--1 мА/см , что соответствует потоку ионов примерно равному 1015_1016 ион/(см2-с); энергия ионов - 100--3000 эВ.

2.5.2 Ионное перемешивание

Синтез химических соединений методом ионной имплантации находит ограниченное практическое применение в основном из-за трудностей, связанных с получением больших доз внёдрённых атомов в поверхностном слое. Это связано с большими затратами времени и энергии.

Альтернативным решением этой проблемы является применение метода ионного перемешивания. В настоящее время метод ионного перемешивания находит применение при формировании силицидов, метастабильных сплавов и других химических соединений. Полученная система облучается ионами инертных газов (Аг, Хе, Кг и др.) с энергией 50--200 кэВ и флюенцом 1015_1016 см2. В результате имплантации атомами отдачи, перемешивания атомов в каскадах и радиационно-стимулированной диффузии формируется слой, состоящий из атомов подложки и плёнки. Химическая реакция синтеза для некоторых систем происходит в процессе ионного облучения, для других - требуется дополнительная термическая обработка.

Наиболее подробно экспериментально изучен процесс образования тугоплавких силицидов Pt2Si, MoSi2, NbSi2, VSi2, Ni2Si и др.

Обычно для получения стабильных силицидов после ионного перемешивания осуществляют термический отжиг. Для термического отжига используют часто лазерное или электронное облучение. В работе [1] описана технология получения и практическое применение силицидов в интегральных схемах.

В последнее время интенсивно исследуются процессы ионного перемешивания на границе раздела металл-ОаЛБ. Исследования показали, что ионное перемешивание позволяет формировать качественные омические контакты к полупроводникам.

Определённый интерес представляет метод динамического ионного перемешивания. Принцип этого метода следует из рис. 2.25.



Рис. 2.25. Схема метода динамического перемешивания

Осаждаемая плёнка ионным распылением на поверхности образца облучается ионами больших энергий. При этом происходит перемешивание атомов осаждаемой плёнки с атомами подложки. Экспериментально установлено, что таким образом удаётся значительно повысить микротвёрдость поверхностного слоя железа.

Ионно-плазменные методы занимают важное место в получении тонких плёнок и покрытий сложного химического состава. Уникальность этих методов заключается в том, что ионный пучок, кроме того, что сам является поставщиком реагента в зону реакции, осуществляет управления активирующего действия на кинетику физико-химических процессов, происходящих на поверхности и в поверхностных слоях твёрдого тела.

Универсальность ионно-плазменных методов определяется широким диапазоном варьируемых атомов. Задачей технологов является выбор из всей совокупности перечисленных ионно-плазменных методов формирования тонких плёнок сложного химического состава оптимального с точки зрения их характеристик и экономических соображений. Выбор следует проводить в каждом конкретном случае на основе анализа физики и химии процессов, инициируемых на поверхности и в приповерхностных слоях твёрдых тел, ионными пучками с учётом свойств среды, контактирующей с поверхностью.

3. МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВАЯ ЭПИТАКСИЯ

3.1 Основы метода

Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) по существу является развитием до совершенства технологии вакуумного напыления тонких плёнок. её отличие от классической технологии вакуумного напыления связано с более высоким уровнем контроля технологического процесса. В методе МЛЭ тонкие монокристаллические слои формируются на нагретой до 400-800 °С в сверхвысоком вакууме при давлении 10 6-10 8 Па монокристаллической подложке за счёт реакций между молекулярными или атомными пучками и поверхностью подложки. Высокая температура подложки способствует миграции атомов по поверхности, в результате которой атомы занимают строго определённые положения. Этим определяется ориентированный рост кристалла формируемой плёнки на монокристаллической подложке. Успех процесса эпитаксии зависит от соотношения между параметрами решётки плёнки и подложки, правильно выбранных соотношений между интенсивностями падающих пучков и температуры подложки. Когда монокристаллическая плёнка растет на подложке, отличающейся от материала плёнки, и не вступает с ним в химическое взаимодействие, то такой процесс называется гетероэпитаксией. Когда подложка и плёнка по химическому составу не отличаются или незначительно отличаются друг от друга, то процесс называется гомоэпитаксией или автоэпитаксией.

Ориентированное наращивание слоев плёнки, которая вступает в химическое взаимодействие с веществом подложки, называют хемоэпитаксией. Граница раздела между плёнкой и подложкой имеет ту же кристаллическую структуру, что и подложка, но отличается по составу как от материала плёнки, так и материала подложки.

По сравнению с другими технологиями, используемых для выращивания тонких плёнок и многослойных структур МЛЭ характеризуется, прежде всего малой скоростью роста и относительно низкой температурой роста. К достоинствам этого метода следует отнести возможность резкого прерывания и последующего возобновления поступления на поверхность подложки молекулярных пучков различных материалов, что наиболее важно для формирования многослойных структур с резкими границами между слоями.

Получению совершенных эпитаксиальных структур способствует и возможность анализа структуры, состава и морфологии растущих слоев в процессе их формирования методом дифракции отраженных быстрых электронов (ДОБЭ) и электронной Оже-спектроскопии (ЭОС). Упрощённая схема ростовой камеры МЛЭ показана на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Схема простейшей установки молекулярно-лучевой эпитаксии: 1 - держатель образца с нагревателем; 2 - образец; 3 - масс-спектрометр; 4 - эффузионные ячейки; 5 - заслонки; 6 - манипулятор; 7 - электронная пушка ДОБЭ; 8 - люминесцентный экран

Испарение материалов, осаждаемых в сверхвысоком вакууме на подложку, закрепленную на манипуляторе с нагревательным устройством, осуществляется с помощью эффузионных ячеек (эффузия - медленное истечение газов через малые отверстия). Схема эффузионной ячейки приведена на рис. 3.2.

Эффузионная ячейка представляет цилиндрический стакан, выполненный из пиролитического нитрида бора или высокочистого графита. Поверх тигля располагаются нагревательная спираль из танталовой проволоки и тепловой экран, изготовленный обычно из танталовой фольги.

Эффузионные ячейки могут работать в области температур до 1400 °С и выдерживать кратковременный нагрев до 1600 °С. Для испарения тугоплавких материалов, которые используются в технологии магнитных тонких плёнок и многослойных структур, нагревание испаряемого материала осуществляется электронной бомбардировкой. Температура испаряемого вещества контролируется вольфрам--рениевой термопарой, прижатой к тиглю. Испаритель крепится на отдельном фланце, на котором имеются электрические выводы для питания нагревателя и термопары. Как правило, в одной ростовой камере располагается несколько испарителей, в каждом из которых размещены основные компоненты плёнок и материалы легирующих примесей.

Ростовые камеры современных технологических комплексов МЛЭ оборудованы, как правило, квадрупольным масс-спектрометром для анализа остаточной атмосферы в камере и контроля элементного состава на всем технологическом процессе. Для контроля структуры и морфологии формируемых эпитаксиальных структур в камере роста располагается также дифрактометр отраженных быстрых электронов. Дифрактометр состоит из электронной пушки, которая формирует хорошо сфокусированный электронный пучок с энергий 10-40 кэВ. Электронный луч падает на подложку под очень небольшим углом к её плоскости, рассеянные электронные волны дают дифракционную картину на люминесцентном экране. Часто ростовые камеры или в многокамерных комплексах МЛЭ в камере для подготовки и анализа подложек и эпитаксиальных структур располагаются электронная пушка с энергоанализатором вторичных электронов и ионная пушка для очистки подложек ионным травлением и послойного анализа состава эпитаксиальных структур.

Наиболее важная для технологического процесса область ростовой камеры находится между эффузионными ячейками и подложкой (рис. 3.1). Эту область можно разделить на три зоны, которые обозначены на рис. 3.1 цифрами I, II и III. Зона I - зона генерации молекулярных пучков, в этой зоне молекулярные пучки, формируемые каждой из эффузионных ячеек, не пересекаются и не влияют друг на друга. Во второй зоне (зона II - зона смешения испаряемых элементов) молекулярные пучки пересекаются, и происходит перемешивание различных компонент.

О физических процессах, происходящих в этой зоне, известно в настоящее время очень мало. В непосредственной близости от поверхности подложки располагается зона III - зона кристаллизации. В этой зоне происходит эпи- таксиальный рост в процессе молекулярно-лучевой эпитаксии.

Различают гомоэпитаксию (материалы плёнок и подложки идентичны) и гетероэпитаксию, когда сочетаются разнородные вещества. Рост плёнок при конденсации из паровой фазы включает несколько элементарных процессов: адсорбцию, поверхностную диффузию, флуктуационное образование зародышей и их рост. Различают три механизма роста.

Механизм но Фольмеру-Веберу предполагает зарождение изолированных трехмерных островков, их рост и коалесценцию с образованием сплошной плёнки. По механизму Франка-Ван дер Мерве рост плёнки начинается с образования двухмерных зародышей и происходит за счёт последовательного наращивания моноатомных слоев. Наконец, согласно механизму Крастанова-Странского предполагается на начальной стадии двухмерное образование зародыша, а затем возникновение трехмерных островков.

Реализация этих механизмов зависит от многих факторов: сопряжения периодов кристаллических решёток плёнки и подложки, уровня диффузионных процессов и взаимной растворимости в этой паре, условий эксперимента и т.д. Для гетероэпитаксиальных систем, согласованных по периодам решётки, оценить в первом приближении предпочтительность того или иного механизма можно из термодинамических соображений. Слоевое зарождение плёнки (то есть осуществление второго механизма) происходит, если выполняется соотношение:

Ci >о2 + о^(3.1)

где ст1- поверхностная энергия подложки; а2 - поверхностная энергия плёнки; о12 - межфазная энергия границы раздела.

Если имеет место обратное соотношение:

C1 < C 2 + C12 , (3 2)

то предпочтительнее трёхмерное (островковое) зародышеобразование (то есть реализуется первый механизм).

Третий механизм роста может иметь место в системах, где выполняется соотношение (3.1), но имеется рассогласование по периодам решётки и возникает энергия упругой деформации, зависящая от толщины плёнки. Таким образом, в начале процесса реализуется слоевое зарождение плёнки, но для компенсации возрастающей упругой энергии в дальнейшем островковый рост оказывается более предпочтительным. В островках происходит релаксация упругих напряжений и снижение уровня упругой энергии.

Представления о механизмах кристаллизации плёнок оказались важными при разработке гетероструктур с квантовыми точками Последние представляют собой нульмерные квантово-размерные образования, в пределах которых движение носителей заряда ограничено в трех направлениях. Ранее демонстрировались квантовые точки InGaAs на поверхности эпитаксиальных слоев арсенида галлия. Процесс формирования таких структур основан на кристаллизации по механизму Крастанова-Странского, когда в процессе роста плёнки на подложке сначала происходит рост слоев, но по достижении критической толщины такая ситуация оказывается энергетически невыгодной и минимуму свободной энергии системы будет отвечать формирование на поверхности роста трехмерных островков - квантовых точек.

На рис. 3.3 показана типичная схема установки для выращивания гетероструктур (сверхрешёток) на основе соединений AlllBV методом молекулярно-лучевой (или пучковой) эпитаксии. Испаряемые из эффузионных ячеек соединения и легирующие примеси программированно конденсируются на специально подготовленной и обогреваемой подложке. Вакуумный шлюз позволяет менять подложки, сохраняя сверхвысокий вакуум. Вращением подложки обеспечивается однородность состава и структуры напыляемых слоев, индивидуальная толщина которых может составлять от нескольких нанометров до долей микрона.

молекулярно-лучевой эпитаксии (вид сверху): 1 - экран: 2, 3 - соответственно, заслонки и фланцы эффузионных ячеек; 4 - экраны; 5 - дифрактометр; 6 - заслонка; 7 - подложка на вращающемся держателе; 8 - ионизационный индикатор; 9 - шлюзовой клапан; 10 - вакуумный шлюз для смены образцов; 11 - смотровое окно; 12 - двигатель для вращения подложки

В промышленности и научно-исследовательских лабораториях широкое распространение в настоящее время получили автоматизированные многомодульные комплексы для молекулярно-лучевой эпитаксии [6-8]. Модуль - это часть установки, выделенная по функциональным и конструктивным признакам. Модули подразделяются на технологические и вспомогательные. Каждый технологический модуль предназначен для проведения определённого технологического процесса (очистка подложек и анализ состояния их поверхности, эпитаксия полупроводниковых плёнок, осаждение металлов и диэлектриков и т.д.). Вспомогательными модулями являются, например, модуль загрузки-выгрузки подложек, модуль предварительной откачки и обезгаживания вакуумных камер и др. Комплекс для МЛЭ в зависимости от технологических задач может быть укомплектован различным количеством специализированных модулей, соединенных между собой шлюзовыми устройствами и системой перемещения подложек и образцов из одного модуля в другой без нарушения вакуума.

Тенденции развития разработок в направлении создания установок для МЛЭ связаны с все более широким применением встроенного аналитического оборудования и автоматизацией технологического процесса, что позволяет улучшить воспроизводимость свойств выращиваемых эпитаксиальных структур и создавать сложные многослойные структуры.

Рассмотрим конкретный пример реализации модульного принципа построения комплекса МЛЭ, разработанного в Институте физики полупроводников СО РАН (г. Новосибирск). На рис. 3.4. представлена упрощенная схема вакуумно-механической системы этого комплекса. Комплекс состоит из трёх технологических модулей - модуль анализа и подготовки подложек (ПАП), эпитаксии полупроводниковых соединений (ЭПС) и эпитаксии элементарных полупроводников, металлов и диэлектриков (ЭПМ). Вакуумно-механическая система комплекса включает также модуль загрузки и выгрузки подложек (ЗВП), систему транспорта подложек, систему предварительной откачки и получения сверхвысокого вакуума.

ПАП - модуль подготовки и анализа подложек; ЭПМ - модуль эпитаксии элементарных проводников, металлов и диэлектриков; ЭПС - модуль эпитаксии полупроводниковых соединений; ЗВП - модуль загрузки и выгрузки подложек; МС - масс-спектрометры; ЭОС - электронный Оже-спектрометр; ДОБЭ-дефрактометры отражённых быстрых электронов; Э - люминесцентные экраны; ИП - ионная пушка; ТИ - тигельные испарители; ЭЛИ - электроннолучевые испарители

Аналитическое оборудование комплекса представлено в модуле ПАП встроенным оже-спектрометром и ионной пушкой для очистки подложек и оже-профилирования. Каждый из блоков ЭПС и ЭПМ содержит масс-спектрометр для контроля остаточных газов и молекулярных пучков и дифрактометр отраженных быстрых электронов для контроля структуры и морфологии эпитаксиальных слоев в процессе роста. Помимо вакуумномеханической системы в комплекс входит автоматизированная система управления технологическим процессом, позволяющая независимо и одновременно управлять технологическими процессами как под контролем оператора, так и в автоматическом режиме.

3.2 Реализация метода МЛЭ на современном оборудовании

На рисунке 3.5а,б,в представлены установки типов STE3N3, STE3N2 и STE 3532 для получения тонких плёнок химических соединений



Рис. 3.5. Установки МЛЭ для получения плёнок химических соединений: нитридов металлов III группы (а, б), соединений типа А3В5 и А2В6 (в)

3.3 Преимущества и недостатки метода

Основное преимущество метода - возможность создания уникальных наноструктур с очень высокой чистотой, однородностью и малым количеством дефектов. Снижение температуры процесса уменьшает диффузию примеси из подложки и автолегирование. Это позволяет получать качественные тонкие слои. Высокая точность управления уровнем легирования. Легирование при использовании метода МЛЭ является безинерционным (в отличие эпитаксии из газовой фазы), что позволяет получать сложные профили легирования.

К недостаткам метода можно отнести высокую цену оборудования и исходных материалов, малую скорость роста, сложность поддержания высокого вакуума.

С другой стороны, МЛЭ присущи и некоторые недостатки, такие как низкая скорость роста, небольшая площадь загрузки, сложность поддержания высокого вакуума и высокая стоимость оборудования, что в конечном итоге приводит к малой производительности и высокой себестоимости гетерогенных структур с множественными квантовыми ямами (ГС-МКЯ). Поэтому при переходе к полупромышленному и промышленному производствам закономерной является попытка изготовления ГС-МКЯ на основе системы InGaAs/AlGaAs методом МОС-гидридной эпитаксии при пониженном давлении (МОСГЭ). С помощью МОСГЭ возможно при достаточно высоком структурном совершенстве и хорошей однородности ускорить процесс роста и одновременно обрабатывать большое количество подложек значительной площади, что позволит понизить себестоимость получаемых ГС-МКЯ.

4. ХИМИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКИХ ПЛЁНОК

4.1 Химические методы

Известные химические методы получения плёнок можно разделить на три группы [9, 10]:

- осаждение из газовой фазы;

- осаждение из жидких растворов;

- образование плёнок в результате химического взаимодействия поверхности с реагентом.

Механизм процесса получения плёнок сложный и включает в себя ряд стадий:

- перенос исходный компонентов к поверхности подложки;

- адсорбция и диффузия реагентов на поверхности подложки;

- химическая реакция;

- удаление избыточных продуктов реакции.

Все стадии процесса протекают последовательно, и самая медленная из них определяет общую скорость процесса, являясь лимитирующей.

В современной технологии широко используются процессы эпитаксии. Благодаря применению эпитаксиальной технологии за последние 10 лет выход годных микросхем увеличился в 4-5 раз и составил 97-98 %. Эпитаксиальные слои в настоящее время могут быть получены в структурном отношении более совершенными, чем объёмные монокристаллы. Они обладают практически идеальной однородностью распределения легирующих примесей и отличаются существенно меньшим содержанием неконтролируемых загрязнений.

В настоящее время разработаны три основных метода получения полупроводниковых эпитаксиальных плёнок:

- конденсация из паровой фазы в вакууме;

- кристаллизация из газовой фазы с помощью химического взаимодействия;

- рекристаллизация из жидкой фазы.

В случае конденсации из паровой фазы в вакууме атомы вещества переносятся непосредственно из кристалла-источника к подложке без промежуточного взаимодействия.

Рост эпитаксиального слоя происходит вдоль поверхности исходной полупроводниковой пластины. Если подложка и растущий эпитаксиальный слой состоят из одного материала, то процесс называют автоэпитаксиальным, если из разных материалов - гетероэпитаксиальным.

При кристаллизации из газовой фазы с помощью химического взаимодействия атомы полупроводника переносятся в составе химического соединения, которое диссоциирует на подложке.

Скорость всего процесса эпитаксии для этого метода будет определяться диффузией и конвенцией атомов полупроводника в газовой фазе.

Для обеспечения роста совершенных плёнок и получения достаточно толстых монокристаллических слоев необходимо одновременное частичное ре- испарение вещества с подложки, которое способствует удалению образующихся дефектов роста. Это явление рассматривают как саморегулируемый процесс эпитаксиального роста.

Метод эпитаксии из жидкой фазы заключается в наращивании монокристаллического слоя из металлического расплава полупроводника. Этот метод получил наибольшее распостранение для выращивания эпитаксиальных слоев полупроводниковых соединений типа АШВ\

В эпитаксиально-планарной структуре эпитаксиальная плёнка достигает толщины 2-25 мкм. Эпитаксия позволяет получать слои с широким диапазонном удельных сопротивлений, не зависящих от сопротивления основания.

Условия, обеспечивающие наивыгоднейшее положение атома в кристаллической решётке соответствующее минимуму свободной энергии, сводятся к следующему. Подложка должна иметь максимально возможную температуру, способствующую высокой подвижности (миграции) атомов на поверхности. Процесс должен исключать возможность охлаждения образующихся агломератов (объединений атомов), а потому выделение атомарного полупроводника должно происходить непосредственно на поверхности подложки. Поверхность монокристаллической подложки должна быть бездефектной.

С помощью прямого процесса - конденсации из паровой фазы в вакууме - практически невозможно обеспечить первые два условия, а также осуществить точное дозирование примеси в плёнке, поэтому чаще всего используют второй метод - кристаллизация из газовой фазы с помощью химического взаимодействия. При этом используют различные реакции газообразных веществ, происходящие на поверхности подложки. В производстве полупроводниковых интегральных схем наибольший объём эпитаксиальных процессов приходится на эпитаксию кремния.

Тонкие плёнки можно осаждать из газовой фазы, реализуя тот или иной химический процесс. Так плёнки тугоплавких металлов (Mo, W, Cr) можно осаждать из карбонилов [W(CO)6, Mo(CO)6 и т.п.] при низких температурах 150-250 °С или других металлорганических соединений при более высоких температурах.

Химическое осаждение применяют главным образом для нанесения никелевых и золотых контактов.

Эти методы позволяют получить плёнки практически любого состава и не требуют сложного оборудования.

В случае конденсации из паровой фазы в вакууме атомы полупроводника переносятся непосредственно из кристалла-источника к подложке без промежуточного взаимодействия.

Рост эпитаксиального слоя происходит вдоль поверхности исходной полупроводниковой пластины. Если подложка и растущий эпитаксиальный слой состоят из одного материала, то процесс называют автоэпитаксиальным, если из разных материалов - гетероэпитаксиальным.

При кристаллизации из газовой фазы с помощью химического взаимодействия атомы полупроводника переносятся в составе химического соединения, которое диссоциирует на подложке.

Механизм процесса эпитаксиального наращивания состоит из следующих стадий:

- перенос реагентов к поверхности кристаллической подложки;

- адсорбция реагентов на поверхности подложки;

- реакции на поверхности подложки;

- десорбция продуктов реакции;

- перенос продуктов реакции от кристалла к основному потоку;

- кристаллизация вещества.

Скорость всего процесса эпитаксии для этого метода будет определяться скоростью наиболее медленной стадии и при оптимальных условиях скорость процесса определяется диффузией и конвенцией атомов полупроводника в газовой фазе.

Для обеспечения роста совершенных плёнок и получения достаточно толстых монокристаллических слоев необходимо одновременное частичное ре- испарение вещества с подложки, которое способствует удалению образующихся дефектов роста. Это явление рассматривают как саморегулируемый процесс эпитаксиального роста.

Метод эпитаксии из жидкой фазы заключается в наращивание монокристаллического слоя из металлического расплава полупроводника. Этот метод получил наибольшее распространение для выращивания эпитаксиальных слоев полупроводниковых соединений типа АШВУ.

4.1.1 Физические основы процесса

В эпитаксиально-планарной структуре эпитаксиальная плёнка толщиной 2-25 мкм содержит элементы интегральной микросхемы, а основание толщиной около 200-300 мкм играет чисто конструктивную роль. Эпитаксия позволяет получать слои с широким диапазонном удельных сопротивлений, не зависящих от сопротивления основания.

Условия, обеспечивающие наивыгоднейшее положение атома в кристаллической решётке соответствующее минимуму свободной энергии, сводятся к следующему:

- подложка должна иметь максимально возможную температуру, способствующую высокой подвижности (миграции) атомов на поверхности;

- процесс должен исключать возможность охлаждения образующихся агломератов (объединений атомов), а потому выделение атомарного полупроводника должно происходить непосредственно на поверхности подложки;

- поверхность монокристаллической подложки должна быть бездефектной.

С помощью прямого процесса - конденсации из паровой фазы в вакууме - практически невозможно обеспечить первые два условия, а также осуществить точное дозирование примеси в плёнке, поэтому чаще всего используют второй метод - кристаллизация из газовой фазы с помощью химического взаимодействия. При этом используют различные реакции газообразных веществ, происходящие на поверхности подложки. В производстве полупроводниковых интегральных схем наибольший объём эпитаксиальных процессов приходится на эпитаксию кремния.

4.1.2 Химические основы процесса получения эпитаксиальных плёнок кремния

Для получения кремния из его соединений используют следующие типы реакций:

- восстановление в токе высокочистого водорода;

- пиролитическое разложение;

- обратимые химические реакции переноса.

Для восстановления применяют различныёе соединения: тетрахлорид кремния SiCl4, тетрабромид кремния SiBr4, трихлорсилан SiHCl3 и другие.

Например, реакция восстановления тетрахлорида кремния идет при температуре 1473-1573К, а реакция восстановления тетрабромида кремния - при температуре 1323К:

SiCl4+2H2 ^ Si I+4HC1, SiBr4+2H2 ^ Si j+4HBr.

Для пиролитического разложения применяют силан SiH4, при этом температуру в реакторе поддерживают 1273 К:

SiH4 Si|+2H2.

Одновременно с осаждением кремния осуществляют осаждение примеси, для чего восстанавливают BCl3, РС13 в токе водорода, либо пиролитически разлагают В2Н6, РН3.

Легирование растущей плёнки достигается за счёт подачи в реактор газообразной смеси вещества, содержащего кремний и легирующую примесь. Соотношение компонентов смеси должно обеспечивать заданную концентрацию примеси в эпитаксиальном слое.

4.1.3Автоэпитаксия кремния

В настоящее время ИМС создают на базе автоэпитаксиальных слоев кремния или автоэпитаксиальных слоев кремния на сапфире. Для кремния наибольшее распостранение получили процессы в газовой фазе, которые позволяют выращивать однородные слои кремния на большой площади с заданной концентрацией примесей. Эти процессы хорошо поддаются автоматизации. Разработаны также способы локализации эпитаксиального роста на различных подложках. Хлоридным методом получают автоэпитаксиальные слои кремния с параметрами, полностью удовлетворяющими требованиям микроэлектроники при производстве ИМС. Этот метод прост в конструктивном оформлении. Установки для эпитаксиального наращивания имеют горизонтальный или вертикальный реактор. Парогазовая смесь образуется при пропускании высокочистого водорода через испаритель с тетрахлоридом кремния, который термостатируется при температуре, обеспечивающей необходимое парциальное давление пара SiCU в смеси.

Рис. 4.1. Схема установки для выращивания эпитаксиальных плёнок кремния с вертикальным реактором: 1 - реактор; 2 - индуктор ВЧ; 3 - подставка для подложек; 4 - пластины; 5 - сосуды; 6 - краны

Пластины кремния 4 помещают на графитовые или стеклографитовые подложки 3 нагреваемые с помощью индуктора 2. Перед осаждением кремния пластины обрабатываются в токе хлористого водорода при 1200 °С для удаления остаточной плёнки SiO2. Затем в реактор подаётся водород, насыщенный парами тетрахлорида, и на пластине происходит восстановление SiCl4 до атомарного кремния:

SiCl4+2H2 ^ Si+4HClt



Рис. 4.2. Схема горизонтального реактора

По мере движения потока над пластиной происходит постепенное обогащение смеси примесью и, следовательно, уменьшение удельного сопротивления плёнок от входа к выходу. Для ослабления указанного эффекта пластины размещают под наклоном около 100 К направлению потока, сократив тем самым его направленность.

Энергия активации составляет 105 кДж. На рис. 4.3 изображены зависимости скорости роста плёнки кремния от температуры подложки для вертикального и горизонтального реакторов.

При невысоких температурах и больших содержаниях SiCl4 образуются рыхлые аморфные плёнки. Увеличение температуры и уменьшение содержания SiCl4 обуславливают уплотнение плёнок. Оптимальным для выращивания плёнок являются: температура подложки 1200-1300 °С и молярное содержание SiCl4 1-3%.

Вместо SiCl4 иногда используют SiKCl3 , восстановление которого происходит в соответствие с реакцией:

SiHCl3 + H2 ^ Si + 3HCl.

Энергия активации процесса составляет 92 кДж. При избытке хлористого водорода реакция может идти обратно, что обусловливает удаление поверхностного слоя кремния и присутствующих на нем плёнок.

Необходимо отметить, что скорость роста плёнки в хлоридном процессе зависит от ориентации подложки. Она минимальна для ориентации «111». При небольших отклонениях от этой плоскости в направлении «110» скорость роста линейно увеличивается при возрастании угла отклонения. Это обусловлено образованием микрорельефа растущего слоя при разориентации и облегчению кристаллизации в случаях ступенек рельефа.

Легирование эпитаксиальных слоев кремния в хлористом методе производят из галоидных соединений легирующих примесей. Для легирования чаще всего используют внешние источники газа носителя лигатуры или смеси лигатуры с тетрахлоридом кремния. Для легирования используют соединения ВВг3, BCl3 и PCl3. Преимущество этих лигатур в том, что для них упругость пара в широком интервале температур близка к упругости пара тетрахлорида кремния. Это упрощает расчёт уровня легирования и контроль в процессе эпитаксиального роста. Следует отметить, что из-за большого коэффициента превращения этих соединений для получения высокоомных слоев используют раствор SiCl3 , для которого коэффициент превращения равен 0,002. Коэффициент превращения вычисляют как отношение концентрации примеси в растущем слое к концентрации примеси в растворе.

Для легирования полупроводникового слоя примесью используют электроискровое (газоразрядное) легирование, сущность которого состоит в том, что в реактор или в отдельную камеру на входе в реактор на небольшом расстоянии друг от друга вводят платиновые электроды, на одном из которых помещают распыляемое вещество (лигатуру). Для легирования фосфором, мышьяком, сурьмой используют соответственно фосфорит галлия GaP, арсе- нид галлия GaAs или антимонит галлия GaSb. Для легирования бором часто используют гексабарид лантана. Электроды подключают к выходу квантового генератора и с его помощью возбуждают разряд. В разряде под действием температуры происходит разложение соединений и одновременное взаимодействие с атмосферой реактора.

Таким образом, образуются гидриды: РН3 (фосфин), AsH3 (арсин), SbH3 (стибин) либо B2H6 (диборан). Галлий и лантан не образуют гидридов, и поэтому они уносятся с потоком воздуха из реактора.

Гидриды примесей переносятся в зону роста и через промежуточную стадию гетерогенной реакции захватываются растущим эпитаксиальным слоем.

Концентрация примеси в растущем слое при искровом способе линейно связана с частотой разряда.

Газоразрядный метод применим в основном в области малых концентраций легирующих примесей.

При эпитаксиальном росте кремния хлоридным методом свойства слоев в значительной степени определяются параметрами газового потока. Неоднородность в распределение легирующей примеси в газовом потоке может привести к неоднородности легирования растущего слоя.

Силановый метод основан на пиролизе моносилана. Он позволяет получить высокоомные однородные слои кремния и в настоящее время приобретает ведущую роль среди методов эпитаксии кремния.

Отличительной особенностью силанового процесса эпитаксии кремния является независимость скорости роста плёнки от ориентации подложки, что связано с необратимостью процесса пиролиза моносилана.

Пиролиз моносилана:

SiH4(0 = SiCra) + 2Щг).

Реакция протекает при сравнительно низких температурах ~1273 К, что обеспечивает получение слоев высокой чистоты за счёт уменьшения диффузии примеси из подложки в растущий слой. Так снижение температуры от 1373 до 1273 К уменьшает коэффициент диффузии бора и фосфора в 10 раз. При пиролизе силана не образуется галоидных соединений, способных переносить примеси из различных областей реакционной зоны к растущему слою.

В силановом процессе реактор для эпитаксиального роста кремния обычно совмещают с установкой синтеза моносилана. Его получают различными методами, например, при взаимодействии пара тетрахлорида с литий- алюминиевым гидридом:

SiCl4 + LiAlH4 ^ SiH4 + LiCl + A1C13.

Иногда используют реакцию гидролиза силицида магния:

Mg2Si + 2H2O ^ SiH4 + 2MgO.

Автоэпитаксию кремния производят в ходе гетерогенной реакции пиролиза силана при температуре 1123-1273К. Скорость роста экспоненциально зависит от температуры.

Легирование слоев в силановом процессе проводят путём введения в поток газовой смеси газообразных соединений РН3, АбН3, В2Н6, разбавленных аргоном или водородом.

4.1.4 Гетероэпитаксия кремния

Гетероэпитаксия кремния на изолирующих подложках является одним из перспективных направлений в технологии ИМС, так как в этом случае естественным путём решается проблема изоляции элементов схемы на подложке.

Так при использовании подложек лейкосапфира можно почти на два порядка увеличить быстродействие микросхемы, за счёт исключения паразитных емкостей и утечек изолирующих р-п-переходов. При этом плотность элементов и радиационная стойкость микросхемы также увеличивается.

Материал изолирующей подложки должен быть химически и термически устойчив в условиях эпитаксии, иметь структурно и морфологически совершенную поверхность, высокие изоляционные и термофизические характеристики. Параметры решётки и коэффициент термического расширения, соответствующие аналогичным параметрам кремния.

Наиболее часто в качестве подложек используют монокристаллические пластины лейкосапфира.

В настоящее время отечественной промышленностью освоено производство крупных монокристаллов лейкосапфира (диаметром 60-70 мм).

Из других материалов интерес представляет шпинель и оксид бериллия. В настоящее время кристаллы шпинели получают в диаметре до 30 мм. Производство монокристаллов оксида бериллия необходимых размеров пока еще не освоено.

Во всех случаях гетероэпитаксии основную роль играют процессы, происходящие на начальном этапе зарождения слоя и его роста, так как после формирования переходного слоя последующие слои осаждают в режиме авто- эпитаксии.

Для гетероэпитаксии кремния на сапфире лучшие результаты даёт сила- новый метод. Только этим методом удаётся получить большие по площади однородные слои как р-, так и n-типа.

Хлоридный метод менее пригоден, так как при высоких температурах химические реагенты взаимодействуют с сапфиром. Хлоридной эпитаксией удаётся получать лишь высокоомные, частично компенсированные слои р- типа.

Качество гетеэпитаксиальных слоев кремния, которые можно осадить на сапфире зависит от качества подготовки поверхности. Поэтому сапфировые подложки вначале подвергают механической полировке до получения 14 класса поверхности. После этого для удаления нарушенного слоя и активации поверхности их отжигают при высоких температурах 1779-1873 К в вакууме и травят в газе (фреон или водород) при этом снимают слой толщиной 8-10 мкм. Непосредственно перед эпитаксией в реакторе проводят дополнительное травление в смеси хлористого водорода с водородом.

Согласно модели рост кремния на сапфире объясняется тем, что кремний замещает алюминий в структуре сапфира и образует связь с кислородом.

Таким образом, формируется твёрдый слой, а остальные слои наращиваются в режиме автоэпитаксии.

Следует отметить, что вследствие различия коэффициентов термического расширения кремния и сапфира в эпитаксиальных слоях возникают значительные напряжения сжатия, но они несколько ниже предела текучести кремния.

Другой особенностью процесса эпитаксии является возможность загрязнения слоя кремния алюминием и кислородом за счёт диффузии их из подложки через границу раздела или через газовую фазу.

Одним из основных показателей качества гетероэпитаксиальных слоев кремния на сапфире является значение подвижности носителей, зависящее от степени совершенства структуры слоя. Обычно подвижность в эпитаксиаль- ных слоях составляет 70-88 % и 45-55 % от подвижности в кристаллах для образцов с р- и n- типами проводимости, соответственно.

Чаще всего гетероэпитаксиальные слои кремния на сапфире имеют неоднородные свойства по толщине. Это обусловлено влиянием разупорядочен- ного переходного слоя. Высокие структурные и электрофизические характеристики достигают при толщине слоя 8-10 мкм.

4.1.5 Реализация на современном оборудовании

На рис. 4.4 приведена фотография установки "BERNEX BPX" серии CVD фирмы "IONBOND" (Швеция) для нанесения различных покрытий по технологии химического осаждения из газовой (парообразной) фазы. Основная область применения: производство инструментов, технологической оснастки.



Рис. 4.4. Установка "BERNEX BPX" серии CVD

Технические характеристики установок приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Технические характеристики установок "Bernex BPX"

Модель	325 S	325 L	530 S	530 L	750S	750L
Внешний диаметр реактора, мм	325	325	530	530	750	750
Длина реактора, мм	1250	1600	1250	1600	1250	1600
Максимальная загрузка, кг	200	200	400	400	600	600
Количество тиглей (worktrays)	29	41	29	41	По требованию заказчика
Полезный объём реактора, л	40	58	76	110	210	300 ...

Страница:

•  1 
•  2 
•  3 
•  4 

учебное пособие "Методы формирования тонкоплёночных структур" скачать

Подобные документы

• Усовершенствование блока управления и конструкции реактора установки вакуумного напыления

  Методы напыления и физические основы нанесения тонких пленок, основные требования и системы оборудования для нанесения тонких плёнок, элементы вакуумных систем и устройство вакуумных камер для получения тонких плёнок. Экономическое обоснование проекта.
  
  дипломная работа [4,2 M], добавлен 01.03.2008
  

• Термическое окисление кремния

  Оборудование для термического окисления: модель Дила-Гроува, зависимость толщины окисла от времени окисления, особенности роста тонких и толстых плёнок двуокиси кремния, их свойства и применение в микроэлектронике. Реакторы биполярного окисления.
  
  реферат [106,3 K], добавлен 10.06.2009
  

• Эксплуатация установки полунепрерывного действия "Оратория-5" и расчет времени откачки шлюза

  Обзор современного оборудования для получения тонких пленок. Материалы и конструкции магнетронов для ионного распыления тонких пленок. Назначение, конструктивные элементы рабочей камеры установки "Оратория-5". Основные неисправности, методы их устранения.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 24.03.2013
  

• Вакуумное напыление

  Термическое вакуумное напыление. Плазмоионное распыление в несамостоятельном газовом разряде. Технология тонких пленок на ориентирующих подложках. Механизмы эпитаксиального роста тонких пленок. Электронно-лучевое напыление. Молекулярно-лучевая эпитаксия.
  
  курсовая работа [853,9 K], добавлен 03.03.2011
  

• Теоретические основы получения оксида хрома

  Физико-химические особенности процесса получения оксида хрома, предназначенного для полировальных паст и для малярных целей. Основные реакции восстановления, протекание гидролиза хромитов натрия. Специфика хроматно-серного метода получения Сг2О3.
  
  доклад [14,7 K], добавлен 25.02.2014
  

• Технология получения туалетного мыла

  Физико-химические основы получения мыла. Красители, ароматизаторы, стабилизаторы и другие вспомогательные вещества в мылах. Технологический процесс изготовления мыла на лини "Джет". Свойства и методы анализа мыл. Варка и обработка туалетной основы.
  
  курсовая работа [409,2 K], добавлен 19.04.2015
  

• Усовершенствование технологии получения тонких магнитных пленок с высокой коэрцитивной силой методом термообработки

  Кривая намагничивания, температура Кюри, коэрцитивная сила. Характеристики магнитных материалов. Подготовка к напылению. Термообработка тонких пленок в вакууме. Термообработка по патенту. Расчет защит, заземления для установки вакуумного напыления.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 22.06.2015
  

• Обоснование выбора оптимальных условий процесса получения окиси этилена

  Основные направления использования окиси этилена, оптимизация условий его получения. Физико-химические основы процесса. Материальный баланс установки получения оксида этилена. Расчет конструктивных размеров аппаратов, выбор материалов для изготовления.
  
  отчет по практике [1,2 M], добавлен 07.06.2014
  

• Разработка технологии производства черного карбида кремния в условиях ОАО "Запорожский абразивный комбинат"

  Характеристика черного карбида кремния и область его применения. Физико-химические и технологические исследования процесса производства карбида кремния в электропечах сопротивления. Расчет шихтовых материалов. Расчет экономической эффективности проекта.
  
  курсовая работа [2,8 M], добавлен 24.10.2011
  

• Защитные диэлектрические пленки в планарной технологии

  Требования, предъявляемые к защитным диэлектрическим пленкам. Кинетика термического окисления кремния: в сухом и влажном кислороде, в парах воды. Особенности методов осаждения оксидных пленок кремния. Оценка толщины и пористости осаждаемых пленок.
  
  реферат [1,2 M], добавлен 24.09.2009
  

• Реализация метода магнетронного распыления в установке ВУП-5

  Принцип действия магнетронного источника распыления. Техническое устройство и система магнетронного напыления тонких проводящих пленок "МАГ-2000". Инструкция по работе с магнетронной системой "МАГ-2000". Замена и тип мишеней в системе напыления.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 22.03.2012
  

• Разработка газофазной установки полимеризации пропилена

  Сырьё для получения полипропилена и его полимеризация. Физико-химические и термодинамические основы процесса получения полипропилена. Металлоценовые катализаторы. Характеристика производимой продукции, используемого сырья и вспомогательных материалов.
  
  курсовая работа [189,8 K], добавлен 19.05.2014
  

• Использование ферросплавов для легирования стали

  Гранулометрический и химический состав сырых шихтовых материалов. Дозирование и физико-химические основы процесса. Введение плавки. Нарушения хода печи: повышенное содержание кремния, оксида хрома и углерода, срыв подины, загрязнение слитков шлаком.
  
  курсовая работа [78,4 K], добавлен 20.09.2013
  

• Получение оптически селективных и чёрных оксидных плёнок на алюминии и его сплавах при поляризации переменным асимметричным током

  Способ подготовки поверхности алюминиевых сплавов при получении оптически селективных покрытий. Закономерности формирования и оптические свойства оксидных покрытий на алюминиевых сплавах, полученных при поляризации переменным асимметричным током.
  
  автореферат [634,9 K], добавлен 08.12.2011
  

• Теория и технология производства ферросплавов

  Тенденция к использованию более богатого по содержанию кремния ферросилиция и брикетов и комплексных сплавов на основе ферросилиция и кристаллического кремния. Физико-химические свойства кремния. Шихтовые материалы для производства ферросилиция.
  
  курсовая работа [696,9 K], добавлен 02.02.2011
  

• Технология получения масел и парафинов

  Процесс селективной очистки масляных дистиллятов. Комбинирование процессов очистки. Фракция > 490 С величаевской нефти, очистка селективным методом. Характеристика продуктов процесса и их применение. Физико-химические основы процесса. Выбор растворителя.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.02.2009
  

• Наноструктурирование металлов

  Химические и физические методы получения наноструктур. Получение золей путем жидкофазного восстановления. Матричный синтез и радиолиз. Плазменное напыление и газофазное компактирование. Молекулярно-лучевая эпитаксия. Диспергирование и измельчение.
  
  курсовая работа [4,6 M], добавлен 10.01.2014
  

• Расчет процесса получения алюминия

  Достоинства алюминия и его сплавов. Малый удельный вес как основное свойство алюминия. Сплавы, упрочняемые термической обработкой. Сплавы для ковки и штамповки. Литейные алюминиевые сплавы. Получение алюминия. Физико-химические основы процесса Байера.
  
  курсовая работа [2,7 M], добавлен 05.03.2015
  

• Особенности производства этилен-пропиленовых каучуков

  Свойства этилен-пропиленовых каучуков, особенности их синтеза. Технология получения, физико-химические основы процесса, катализаторы. Характеристика сырья и готовой продукции. Материальный и энергетический баланс реакционного узла, контроль производства.
  
  курсовая работа [515,8 K], добавлен 24.10.2011
  

• Карбид кремния на нитридной связке

  Создание карбидокремниевой керамики на нитридной связке как тугоплавкого соединения. Способ получения керамического материала в системе Si3N4-SiC. Огнеупорный материал и способ получения. Высокотемпературное взаимодействие карбида кремния с азотом.
  
  дипломная работа [1,8 M], добавлен 24.09.2014
  

Другие документы, подобные "Методы формирования тонкоплёночных структур"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам