Меню Рубрики

Установки для эпитаксиального наращивания

Скруббер установки эпитаксиального наращивания УНЭС-101

1 – конус распределителя, 2,6 – нижняя и верхняя ступени, 3 – фильтр, 4 – вентиль, 5,13 – манометры, 7 – реле протока, 8 – блокировочное устройство, 9 – микровыключатель, 10 – желоб, 11 – рычаг, 12 – свеча, 14 – регулятор давления, 15 – запальник, 16 – штуцер, 17 – бак, 18 – гидрозатвор, 19 – отработанные газы из реактора.

Скруббер представляет собой устройство, состоящее из двух параллельно работающих аппаратов, каждый из которых имеет две ступени: верхнюю 6 и нижнюю 2, соответственно служащие для сжигания очищенного водорода и адсорбционного улавливания водой токсичных веществ (хлорида водорода и тетрахлорида кремния). В случае погасания пламени в камере сжигания выходящие из скруббера газы должны быть разбавлены воздухом в соотношении 1:50 по отношению к максимальному количеству водорода. Верхняя 6 и нижняя 2 ступени скруббера представляют собой цилиндры с водяными баками 17 в нижней части. В выходной части верхней ступени имеется фланец, которым она соединяется с воздуховодом вытяжной вентиляции. Ниже расположено блокировочное устройство, выполняющее функции автоматического контроля за удалением продуктов определенной концентрации, выделяющихся при процессе. Когда интенсивность вентиляции становиться ниже допустимой, рычаг 11 с желобом 10 опускается вниз, размыкая микровыключателем 9 электрическую цепь, и срабатывает блокировка, сигнализирующая включением светового и звукового сигналов о неполадках. В нижней ступени скруббера имеется бак 17 с водяным затвором 18, через который из обеих ступеней удаляется в техническую канализацию загрязненная вода. В цилиндрических частях скруббера размещены распределитель с конусом 1, стекая с которых вода образует куполообразные пленки, способствующие повышению степени очистки отходящих газов. В верхней ступени имеется свеча 12, на выходе которой сжигаются технический водород и одновременно отходящие газы. Для зажигания водородной свечи служит искровой запальник 15. Для более полного сжигания отходящих газов в верхнюю ступень снизу через отверстия в водяном баке поступает воздух. Вода, стекающая с конусов верхней ступени, охлаждает цилиндрическую часть скруббера.

Оборудование для эпитаксии из жидкой фазы.Жидкофазная эпитаксия в основном применяется для получения слоев двойных (например GaAs) и тройных (CdSnP2) полупроводниковых соединений.

Оборудование для реализации рассмотренного технологического процесса должно обеспечивать нагрев кассеты с подложками в интервале 300…1100С с погрешностью ±0,75С, иметь несколько температурных зон. Необходимо предусмотреть устройства для нанесения раствора-расплава из тигля на поверхность подложки, при этом материалы тигля и реакционной камеры не должны взаимодействовать с раствором-расплавом и подложкой. Процесс эпитаксии из жидкой фазы должен вестись в защитной среде или вакууме. Реакторы установок для жидкофазной эпитаксии обычно изготавливаются из кварца, внутренняя аппаратура – тигли или ванны для расплава, кассеты для подложек – из графита. Размещаемые внутри реакторов устройства позволяют проводить нагрев шихты и положки, перемещение расплава на поверхность подложки и его последующее удаление. Эти операции могут выполняться поворотом контейнера с ванной и подложкодержателем, а также с использованием устройств пенального или шиберного типов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 11049 — | 8240 — или читать все.

источник

Опишите устройство установки наращивания эпитаксиальных слоев типа УНЭС-100 с использованием схемы установки, порядок работы установки.

Рис.8.2.Реактор установки УНЭС-100:

1-охлождаемый колпак;2-рассекатель;3-кварцевыйстакан;4-индуктор; 5-подложкодержатель;6-пластины (подложки);7-отводная труба;8-кварцевая подставка;9-асбоцементная плита; 10-уплотнительная прокладка;11-механизм вращения;12-пневмоприжим.

Установка УНЭС-100(рис.8.2) предназначенная для наращивания эпитаксиальных слоев кремния из газовой фазы.

Принцип действия.Принцип действия основан на восстановлении тетрахлорида кремния в газообразном водороде с последующим осаждением кремния на подложку.

Реактор установки выполнен по вертикальной схеме и включает охлождаемый водой колпак 1, рассекатель 2 для равномерного распределения ПГС, подложкодержатель 5 в виде полого графитового цилиндра, закрепленного через кварцевую подставку 8 на механизме вращения 11. На внешней поверхности подложкодержателя выполнены наклонные гнезда для пластин 6, а внутри него размещен кварцевый стакан 3 с ВЧ-индуктором 4. Подача ПГС,водорода производится через штуцер в нижнем фланце.

Опишите устройство скруббера, назначение скруббера, принцип действия, его связь с системой газораспределения УНЭС-100 с применением схемы.

Скруббер (рис.8.4) предназначен для адсорбционного улавливания водой токсичных веществ и сжигания очищенного водорода.

Скруббер представляет собой устройство, состоящее из двух параллельно работающих аппаратов, каждый из которых имеет две ступени: верхнюю 6 и нижнюю 2, соответственно служащие для сжигания очищенного водорода и адсорбционного улавливания водой хлорида водорода и тетрахлорида кремния.

В случае погасания пламени в камере сжигания выходящие из скруббера газы должны быть разбавлены воздухом в соотношении 1:50 по отношению к максимальному количеству водорода.

Рис. 8.4. Скруббер установки эпитаксиального наращивания УНЭС-100:

1–конус распределителя; 2,6–нижняя и верхняя ступени; 3–фильтр; 4–вентиль; 5,13–манометры,; 7–реле протока; 8–блокировочное устройство; 9–микровыключатель; 10–желоб; 11–рычаг; 12–свеча; 14–регулятор давления; 15–запальник; 16–штуцер; 17–бак; 18–гидрозатвор; 19–отработанные газы из реактора.

Опишите устройство ионного источника с применением схемы ионного источника, принцип действия ионного источника,

Принцип действия основанна ионизации инертного газа электронами, движущимися под действием электрического поля.

Порядок работы. В источнике ионов создается вакуум и производится напуск аргона. На катод 2 подается напряжение, происходит эмиссия электронов, которые под действие высокого напряжения на аноде (3,5кВ)устремляются к аноду 6, сталкиваются с молекулами газа аргона и ионизируют их.

При определенном соотношении собственного давления газа и напряжения на аноде зажигается плазма. Плотность плазмы увеличивается с приложением магнитного поля 5 за счет изменения траектории пролета электронов.

Рис.4.6.Схема ионного источника:

1-корпус источника; 2 -катод;3-патрубок подачи газа (аргона);4-постоянный магнит;5-магнитные потоки;6-цилиндрический анод;7-плазма; 8-ионы; 9-экстрагирующая линза;10-фокусирующая линза;11- ускоряющая линза; 12-ионный пучок.

Читайте также:  Установка 5вз на уаз

С помощью экстрагирующей (вытягивающей) 9, фокусирующей 10,ускоряющей 11 линз, на которые подан отрицательный потенциал-300В , ионы формируются в пучок 12.

Опишите устройство цилиндра Фарадея, с применением схемы цилиндра, принцип действия. Изложите необходимость применения заземляющих и подавляющей диафрагмы.

Цилиндр Фарадея. Цилиндр Фарадея (рис.9.3) используют для измерения дозы и настройки ионной оптики. Измерение дозы ионов осуществляется непосредственно с поверхности изолированного подложкодержателя 4 и с размещённой на нём подложки 5. в этом случае доза определяется общим током от защитных экранов (корпуса цилиндра) и мишени к земле.

1,2заземленная и подавляющая диафрагмы; 3-корпус цилиндра; 4 подложкодержатель;5подложка.

Опишите устройство линейного шагового двигателя (ЛШД) с использованием схемы индуктора и статора, схемы расположения индуктора на статоре.

Координатный столустановки выполнен на базе линейного шагового двигателя (ЛШД).

Рис. 11.8.Схемадвух координатного линейного шагового двигателя:

1-индуктор;2–канавки ;3-плита из диабаза, статор координатного стола;4–лист из магнитомягкой стали; 5–жиклер;6-обмотка;7-магнит.

Принцип действия линейного шагового двигателя(рис.11.8) основан на непосредственном преобразовании электромагнитной энергии в поступательное перемещение индуктора, размещенного на магнитной воздушной подвеске над плоской плитой статора.

Статор3 изготовлен из диабаза с наклеенным на нем листом из магнитомягкой стали 4, на верхней поверхности которого вдоль осей X и У нарезании канавки 2. Канавки заполнены немагнитным компаундом, после чего проводится шлифовка, обеспечивающая плоскопараллельность не хуже 5 мкм. Индуктор 1 выполнен в виде группы магнитов 7, заключённых в общий корпус. Магнитопроводы 6,9 и обмотки управления 5,8,предназначены для управления перемещением и позиционированием индуктора относительно пластины статора(Рис.11.9), используя сила магнитного взаимодействия между ними.

Зазор между индуктором 1 и листом 4 (15-25 мкм.) создаётся благодаря уравновешиванию сил притяжения, создаваемых постоянными магнитами 7 и сил отталкивания, создаваемых сжатым воздухом, подаваемым под давлением 3*10 5 Па. через жиклер 5. Это обеспечивает исключение механического трения и точность позиционирования.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

источник

Эпитаксия – эффективность процесса молекулярной эпитаксии. Использование молекулярно-лучевой эпитаксии. Газофазная эпитаксия и разнообразие методов эпитаксии. Сферы применения жидкофазной эпитаксии и особенность работы установок эпитаксии. Эпитаксия молекулярных пучков

Эпитаксия – это один из самых необычных процессов, которые встречаются в работе вакуумных установок. Структура данного процесса далеко не самая легкая и этому есть огромное количество причин. По сути, данный процесс представляет собой нарастание одной кристаллической породы на другой. Рост кристалла – это процесс, который подавно является эпитаксиальным, так как без него произвести подобную технологию попросту невозможно. Каждый эпитаксиальный слой, представляет собой совершенно другой молекулярный состав, что собственно и делает материал более стойким и надежным.

Гетероэпитаксия – это некая разновидность обычной эпитаксии, которая отличается лишь более сложной формой и сферой применения. Образование подобного процесса является невозможным тез наличия подложки и главного кристалла.

Изготовление интегральных преобразователей – это один из самых явных показателей того, насколько эффективным является процесс гетероэпитаксии. Структура данного процесса напрямую зависит от взаимодействия таких элементов, как: сапфир и кремний. Не менее важным аспектом является ориентировочный рост. Данный показатель говорит о том, насколько большим может впоследствии оказаться данный кристалл.

Эпитаксия – это процесс, который сам по себе является довольно разнообразным, из-за чего к нему относиться огромное количество важных аспектов, о которых не стоит забывать. Если же речь идет о более простых методах эпитаксии, то их можно производить лишь в том случае, если разница решеток не более 10 процентов. В ином случае, система может выдавать определенные сбои, справиться с которыми будет уже очень проблематично.

Процент плоскостей – это еще один важный аспект, на который стоит обращать свое внимание. В определенных ситуациях, плоскости попросту не могут иметь продолжения в других решетках. Подобная ситуация могут привести к дислокации несоответствия, которая ничего хорошего явно не принесет.

Сейчас мы рассмотрим ключевые участки, которые должны присутствовать в процессе эпитаксии:

  • кристалл-среда
  • подложка-кристалл
  • подложка-среда

На данном этапе, процесс эпитаксии стал не только востребованным, а еще и очень важным в работе определенных отраслей. Многие предприятия уже активно задействуют данный процесс, так как с его помощью, можно значительно увеличить показатели производительности определенных предприятий.

Молекулярная эпитаксия

Молекулярная эпитаксия – это одна из разновидностей эпитаксии, которая чаще всего используется в серийном производстве. Главная причина этого заключается в активной работе молекул в компрессоре, которые позволяют быстро достигать максимума своих возможностей. Постоянное движение молекул доводит работу устройства до максимальных показателей, которых достаточно для решения большинства трудоемких задач.

Если же говорить о направлении, где данный процесс используется чаще всего, то без сомнений – это крупные предприятия, которые основываются на постоянном выпуске продукции высокого качества.

Молекулярно-лучевая эпитаксия

Молекулярно-лучевая эпитаксия, представляет собой постепенный эпитаксиальный рост, от которого зависит то, насколько высокими будут результаты эпитаксии. Подобные процессы, используются исключительно в условиях сверхвысокого вакуума, так как в ином случае, рост эпитаксии не сможет достичь нужной отметки. Одно из направлений данного процесса – это рост гетероструктур, которые к слову, являются также незаменимым элементом. Что касается самого роста, то немалую роль в нем играет толщина слоев, которая задается еще до начала самого процесса. Точно такую же роль выполняют и гладки гетеро границы, которые позволяют довести показатели легирования до предельной точности.

Подложки – это еще один элемент, который является очень важным в процессе молекулярно-лучевой эпитаксии. От них зависит то, насколько будут хорошими результаты проведения данного процесса.

Читайте также:  Установка встроенной сушки для посуды

Сам процесс эпитаксии сильно зависит от того, насколько быстро происходит процесс осадки вещества, которое в дальнейшем будет испаряться. Само вещество пребывает в молекулярном источнике и от его показателей зависит то, насколько будет эффективным процесс молекулярно-лучевой эпитаксии.

Газофазная эпитаксия

Одна из самых главных задач газофазной эпитаксии – это образование определенного количества эпитаксиальных слоев. Немалую роль в этом играет полупроводниковый элемент, который зависит от того, насколько эффективно себя будет демонстрировать газовая фаза. Подобные процессы являются очень востребованным в кремниевых и германиевых технологиях, где без процесса эпитаксии никак не обойтись.

Особенность газофазной эпитаксии заключается в том, что применять данный процесс можно только в случае пониженного давления внутри реактора. После того, как жидкость поступает в реактор, далее он направляется на поверхность, где при помощи специальных нагревателей, образовывается температура от 400 до 1300 градусов.

Сейчас мы рассмотрим несколько методов осуществления газофазной эпитаксии:

  • Пиролитическое разложение моносилана
  • Водородное восстановление тетрохлорида кремния

Любой из этих методов является не только эффективным, а еще и качественным. Так что, используя их на производстве, можно получать от них максимум пользы.

Методы эпитаксии

В предыдущих разделах, мы уже неоднократно упоминали, что процесс эпитаксии – это далеко не самая простая технология. Поэтому, никому не будет удивителен тот факт, что процесс эпитаксии делится на определенные методы, которые применяются в определённых отраслях.

Сейчас мы рассмотрим самые распространенные методы эпитаксии, которые активно используются на большинстве современных предприятий:

  • Молекулярная эпитаксия
  • Молекулярно-лучевая эпитаксия
  • Жидкофазная эпитаксия
  • Газофазная эпитаксия

Ранее мы уже затрагивали определенные виды эпитаксии, рассматривая их принцип работы и сферу предназначения. Стоит отметить, что все эти методы на данном этапе являются очень эффективными, именно поэтому многие предприятия и готовы брать их за основу. Ведь при их верном применении, можно значительно увеличить показатели производительности предприятия.

Жидкофазная эпитаксия

Жидкофазная эпитаксия, представляет собой процесс, который служит в роли полупроводникового соединения. Принцип работы данного процесса позволяет быстро и качественно соединять различные элементы, сводя их возможности в одну общую структура. Один из главных процессов данного метода – это соединение монокристаллического кремния.

В этом немалую роль играет рабочая шихта, которая создается из необычного вещества, которое наращивается в несколько отдельных слоев. Каждый из слоев вмещает себе определенное количество примесей газов, которые влияют не только на качество, а еще и на стойкость конечной продукции.

Что касается сферы применения, то чаще всего данный процесс используется в тех направлениях, где можно найти примеси водорода и азота. Соединение данных элементов позволяет произвести сплав, который остается лишь нанести на саму подложку. Далее, дело останется только за удалением разного рода дефектов и загрязнений на поверхности.

Установки эпитаксии

Один из самых важных аспектов процесса эпитаксии – это оборудование, которое при этом используется. Не трудно догадаться, что без наличия специальных установок эпитаксии, произвести данный процесс попросту невозможно.

Благо, на современном рынке есть огромное количество установок, среди которых присутствует и оборудование для проведения эпитаксии. В зависимости от ценовой категории, можно найти как действительно мощные установки, которые смогут производить данный процесс в считанные секунды, так и более бюджетные варианты.

Эпитаксия молекулярных пучков

Эпитаксия молекулярных пучков – это метод, который является одним из самых эффективных в плане выращивания кристаллов. Одну из ключевых ролей в этом играют молекулярные пучки, которые собирают вокруг себе нужное количество определенных молекул. Благодаря проведению данного процесса, можно достичь быстрого и качественного выращивания пародической слоистой среды, которая производит нужный уровень толщины каждого из слоев.

Подобные методы чаще всего используются в крупных отраслях, где требуется максимально качественное и производительное оборудование.

источник

Эпитаксия – разнообразие в плане методов эпитаксии. Использование молекулярной эпитаксии, и её отличия от молекулярно-лучевой эпитаксии. Сфера применения газофазной эпитаксии, и её преимущества в сравнении с жидкофазной эпитаксией

Эпитаксия – это весьма двухзначный процесс, который основывается в нарастании разнообразных пород на других. Проще говоря – это активный и даже в какой-то мере искусственный рост кристалла на кристалле другой плоскости. Все мы прекрасно понимаем, что рост кристалла – это процесс, который в любом случае должен быть связан с произведением процесса эпитаксии. Главная причина этого заключается в самом принципе произведения данного процесса, который проделывается путем накладывания огромного количества слоев.

Гетероэпитаксия – это уже более трудоемкий процесс, который может похвастаться немалым количеством особенностей. Заметить отличия данного процесса от обычного весьма проблематично. Сделать это можно лишь в случае задействования подложки для кристалла. Не мене важным аспектом стоит считать возможность создания неких интегральных преобразователей, которые состоят из таких материалов, как: сапфир кремень. Сам процесс роста подразумевает проведение еще и дополнительных анализов, которые в свою очередь занимают определенные промежутки времени.

Процессы подобного типа также могут похвастаться и немалым количеством особенностей, которые важно учитывать. Одной из таковых можно назвать расположение плоскости единой решетки, которая не может тщательно закрываться и иметь дальнейшее развитие в другой. Окончательные точки на подобных плоскостях, могут похвастаться весьма необычными местами дислокации, что проявляется лишь при максимально точном схождении всех важнейших условий.

Важно также помнить и о том, что общая энергия грани, должна распределяться по определенным участкам:

  • Кристалл-среда
  • Подложка-среда
  • Подложка-кристалл

Эпитаксия – это процесс, который многие считают неотъемлемым элементом в различных полупроводниковых устройствах. А все потому, что он отчасти контактирует с интегральными системами, которые в свою очередь, напрямую зависят от произведения процессов подобного типа. Учитывая все эти моменты, мы можем прийти выводу, что процесс эпитаксии – это действительно очень действенный метод, который вполне себе можно использовать в самых разных направлениях.

Читайте также:  Установка гбо в усть каменогорске

Еще одним важным моментом считают качество данного процесса. Большинство пользователей, также отмечает и высокое качество систем для произведения данного процесса, которые практически никогда не поддаются разного рода поломкам.

Методы эпитаксии

Но, несмотря на высокую степень надежности процесса эпитаксии, есть еще и другие стороны данного процесса. Многие пользователи также отмечают универсальность данного метода, которая проявляется в сфере применения данного процесса. Метод эпитаксии отлично себя показывает в самых разных направлениях, причем делает это очень стабильно.

Сейчас мы рассмотрим те методы эпитаксии, которые применяются чаще всего:

  • Газофазная эпитаксия
  • Жидкофазная эпитаксия
  • Молекулярно-лучевая эпитаксия
  • Молекулярная эпитаксия

Все вышеперечисленные методы являются по-своему необычными, а это уже говорят о том, что они будут пользоваться большим спросом. Особенно важным аспектом является надежность и стабильность подобных методов.

Сейчас мы рассмотрим все преимущества и недостатки процесса эпитаксии, дабы все-таки определиться, чего окажется больше:

Преимущества эпитаксии:

  • Высокое качество
  • Широкий спектр применения
  • Высокие показатели производительности
  • Простота конструкции
  • Высокое качество обработанной продукции

Недостатки эпитаксии:

  • Периодические сложности в рабочем процессе
  • Надобность периодического повторения данного процесса

Сравнив все явные преимущества и недостатки процесса эпитаксии, мы можем прийти к выводу, что данный метод действительно является вполне стоящим. Конечно, в нем не обошлось без определенных нюансов, но это можно найти в любой системе. А главное в данном процессе – это качество, стабильность и производительность, которая находится на максимально высоком уровне.

Молекулярная эпитаксия

Молекулярная эпитаксия – это процесс, который на данном этапе является одним из наиболее надежных и в то же время популярных. Данный процесс эпитаксии подразумевает активную работу молекул, которые собственно и способны привести данный механизм в движение.

Особенно популярным данный процесс является на различных производствах, где ключевая задача заключается в максимально высоких показателях производительности. Ведь данный метод позволяет достигать наиболее высоких отметок в плане производительности.

Но, несмотря на максимально высокий уровень качества, данный процесс еще не гарантирует полного отсутствия каких-либо сбоев. Именно для этого, чтобы минимизировать подобные случаи, производители советуют пользователям следовать абсолютно всем пунктам в инструкции. Благо, в них описан весь процесс применения данного метода и надо лишь следовать всем указаниям. Так как только в таком случае, вы сможете получать от процесса молекулярной эпитаксии максимум пользы.

Еще одним явным преимуществом молекулярной эпитаксии является скорость произведения данного процесса. В это же время иные методы эпитаксии нуждаются в огромном количестве оборудования, дабы произвести быстрый процесс эпитаксии. В нашем же случае, требуется лишь одна единственная установка, которая, несмотря на простоту своей конструкции способна проделывать все то же самое.

Молекулярно-лучевая эпитаксия

Молекулярно лучевая эпитаксия – это процесс, который в любом случае связан с эпитаксиальным ростом в условиях высокого и сверхвысокого вакуума. Данный метод имеет значительно большую сферу применения, что позволяет использовать его при росте гетероструктур. Проделывая данный процесс, пользователь, получает изделие, которое подойдет ему в точности до мелочей в плане толщины. К числу функций данного метода можно отнести также и процесс легирования при помощи гладких гетерограниц. Произведение подобного метода позволяет сделать установку для молекулярно-лучевой эпитаксии еще более эффективной.

Еще одним важным компонентом в проведении данного процесса можно назвать подложки. Подобное оборудование в установке выполняет функцию регулятора, который позволяет проделывать все процессы более качественно и надежно.

Важно учитывать, что процесс молекулярно-лучевой эпитаксии включает в себя несколько критериев:

  1. Первым из них, является наличие в системе условий сверхвысокого вакуума
  2. Еще одним очень важным компонентом является молекулярный источник, который играет одну из важнейших ролей в системе
  3. И третий момент заключается в уровне чистоты самого изделия, которое в дальнейшем будет поддаваться испарению
Газофазная эпитаксия

Что касается газофазной эпитаксии, то этот метод на данном этапе является одним из наиболее востребованных. Главная причина этого заключается в возможности образования нескольких эпитаксиальных слоев без помощи огромного количества дополнительного оборудования. Немалую роль в этом играет наличие полупроводникового осаждения. Это один из основных компонентов подобных систем, который также проходит газовую фазу. Чаще всего, подобные методы используют в германиевых или же кремниевых технологиях, где они являются систематизирующим звеном.

Важно также учитывать тот факт, что проделывать подобные процессы можно лишь при пониженном уровне давления в реакторе. Следующий этап газофазной эпитаксии заключается в быстром передвижении реакции наружу устройства. Далее к делу приступают специальные подложки, которые уже предварительно подготовлены, а это значит, что их температура может достигать вплоть 1200 градусов.

Жидкофазная эпитаксия

Главная задача жидкофазной эпитаксии – это создание надежного полупроводникового соединения. Делается это при помощи таких компонентов, как: кремний и тому подобное. Единственной явной проблемой является сложность в обработке подобных материалов, которая вынуждает применять еще и дополнительное оборудование.

Еще один важный момент заключается в изготовлении рабочей шихты. Процессы подобного типа напрямую зависят от разного рода веществ, которые играют большую роль в процессе наращивания. Каждый слой отличается определенными показателями молекулярного состава, так как может иметь самые разные примеси.

источник