Принципи отримання тонких плівок, вирощування кристалів методом Чохральського, обробка кристалів. Огляд технологій, які використовуються на підприємстві НВО "Термоприлад" під час виготовлення різноманітних електронних пристроїв вимірювання температури.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

23

Размещено на

Вступ

електроний прилад плівка

Метою навчальної ознайомчої практики було: ознайомлення з методиками кафедри електроніки, виконання індивідуального завдання, переклад англомовного тексту.

Під час практики відвідали науково-виробниче підприємство «Карат». Тут нас ознайомили з технологіями отримання тонких плівок, вирощуванням кристалів методом Чохральського, обробкою та доведенням до готовності кристалів. Метою навчально-ознайомчої практики було ознайомлення із новими технологіями, які використовуються на підприємстві НВО “Термоприлад” під час виготовлення різноманітних електронних пристроїв вимірювання температури (регуляторів, пірометрів, вимірювачів вологості). На “Термоприладі” із освоєнням технології монтажу та демонтажу радіоелектронних компонентів, технології виготовлення друкованих плат, тестування готових виробів, що випускається у підприємстві.

1. Ознайомлення з методиками кафедри електроніки

В 424 лабораторії досліджують люмінесцентні матеріали для термолюмінесцентної та індивідуальної дозиметрії. Використовують терморегулятор для регулювання температури.

Терморегулятор - прилад для автоматичного підтримання заданого значення температури або її зміни за заданим законом.

Терморегулятор має у своєму складі датчник, який передає поточне значення температури вимірювальному пристрою, де відбувається її порівняння із заданим значенням; якщо виміряна та задана температури відрізняються, терморегулятор видає сигнал розузгодження, і регулювальний орган змінює надходження нагрівального або охолоджувального агента у теплову установку.

Найпростіший терморегулятор -- біметалічна пластина, що встановлюється в праску. В системах автоматики також використовують електронні терморегулятори, в яких вимірювання та обробка сигналу відбувається електронними пристроями.

В 411 аудиторії знаходиться спектрофлуриметр СМ2203 виробник SOLAR. Спектрофлуориметр - cпектральний прилад для вимірювань спектрів люмінесценції. Зазвичай містить два незалежно працюючих монохроматора. Перший з них виділяє з суцільного спектра випромінювання джерела спектральні інтервали, що забезпечують збудження фотолюмінесценції досліджуваного зразка. Люмінесценція спостерігається в напрямку, перпендикулярному освітленню, і її спектр вимірюється за допомогою другого монохроматора і відповідного приймача («вимірювальний» канал). Частина виділеного першим монохроматором збуджуючого випромінювання направляється світловий подільник «опорний» канал зі своїм приймачем. У блоці реєстрації здійснюється фотометрування. Застосовуються два основних режими роботи: вимір спектра люмінесценції для даної довжини хвилі збуджуючого випромінювання (сканування здійснюється іншим монохроматором, а налаштування першого фіксовано і вимір спектра збудження для даної довжини хвилі люмінесценції (сканування здійснюється першим монохроматором, а налаштування другого фіксовано). Результати вимірювань коректуються з метою врахування залежності яскравості джерела, пропускання монохроматорів і чутливості приймачів від довжини хвилі для отримання даних про квантовий вихід люмінесценції.

В 416 лабораторії досліджують напівпровідникові матеріали. В даній лабораторії можемо побачити деформаційну установку, установку емісійної модуляції спектроскопії дає можливість визначати домішки в напівпровідниках, установку по термостимульований деполяризації, ВУП-5М вакуумний універсальний пост. Пічка для відпалу полікристалів за допомогою високотемпературного твердофазного синтезу, установка для отримання монокристалічних плівок.

Вакуумний пост ВУП 5М-01 (02) призначений для напилення матеріалів у вакуумі при вирішенні технологічних, науково-дослідницьких завдань, а також для препарування зразків при електронно-мікроскопічних дослідженнях.

Оснащення приладу дозволяє проводити:

- резистивное випаровування;

- випаровування вугілля;

- випаровування речовини з високою температурою плавлення за допомогою електронного випарника;

- охолодження і нагрівання об'єкта;

- іонне очищення робочого об'єму і об'єкта;

- одночасне розпорошення двох матеріалів з ??різною температурою плавлення за допомогою резистивних випарників.

Система газоподачі забезпечує підтримку тиску в камері при заданому рівні.

Прилад має дві модифікації з побудови вакуумної системи:

- ВУП5М-01 - з дифузійним насосом;

- ВУП5М-02 - з турбомолекулярним насосом.

Прилад може бути укомплектований RF-магнетроном, іонно-променевої гарматою.

Прилад має приставку магнетронного розпилення, яка забезпечує:

- універсальність процесу, що дозволяє отримати плівки металів, сплавів і напівпровідників;

- високу швидкість осадження з можливістю її регулювання в широких межах;

- збереження співвідношення компонентів при розпиленні речовини складного складу;

- високу адгезію плівок і підкладки;

- можливість зміни структури і властивостей плівок;

- розпорошення декількох матеріалів без розгерметизації обсягу;

- невеликий тепловий вплив на оброблювану структуру.

2. Науково-виробниче підприємство «КАРАТ»

Підприємство засноване в 1972 році і тривалий час було відомо як Львівський науково-дослідний інститут матеріалів - провідна організація Міністерства радіопромисловості колишнього СРСР в галузі радіоелектронного матеріалознавства. З часом НДІ матеріалів перейменувалося в науково-виробниче об'єднання "КАРАТ" і стало одним з найпотужніших галузевих науково-виробничих установ не тільки Львівської області, а й країни в цілому. З часів заснування акціонерного товариства "Концерн-Електрон" підприємство є його складовою частиною. Сьогодні Науково-виробниче підприємство "КАРАТ" - дочірнє підприємство ВАТ "Концерн-Електрон" і визначено провідною науковою установою Міністерства промислової політики України з питань науково-технічного забезпечення за напрямком "Матеріали електронної техніки" (Свідоцтво № 042) і внесений до державного реєстру наукових установ України (Свідоцтво № 00341). Основним напрямком науково-виробничої діяльності підприємства є проведення досліджень, розробка технологій отримання новітніх матеріалів для потреб мікрорадіоелектроніки та їх впровадження у промислове виробництво, а також розробка, координація та контроль виконання державних, міжгалузевих і галузевих програм у галузі радіоелектронного матеріалознавства.

Сьогодні науковці та інженери НВП "КАРАТ" зосереджують свої наукові і технологічні зусилля на пошуку і розробці найбільш сучасних матеріалів, які повинні забезпечити прорив у розвитку національних мікроелектронних технологій малих розмірів, пропорційними з характерними розмірами атомних сіток, чи нанотехнологій, а також технологій, які використовують для створення приладів обробки інформації нові або відомі фізичні явища в твердому тілі, так званої функціональної твердотільної електроніки: магнітоелектроніки; акустоелектроніки; лінійної та нелінійної оптики, акустооптики і магнітооптики; квантової електроніки; сенсорики; кріоелектроніки та ін.[6]

2.1 Тонкі плівки

Тонка плівка - фізичний термін, який означає шар матеріалу, товщиною від кількох нанометрів до кількох мікрон. Термін тонка плівка використовується у фізиці в тих випадках, коли завдяки малій товщині шар матеріалу має властивості, відмінні від властивостей об'ємного матеріалу. Наприклад, в оптиці тонкими плівками називають плівки, товщина яких порівняна з довжиною хвилі світла, тобто в діапазоні десятих мікрона. З іншого боку, для виготовлення напівпрозорих дзеркал, потрібна ще менша товщина в нано метровому діапазоні.

Тонкі плівки можуть бути твердими або рідкими (рідше - газоподібними). Склад, структура та властивості тонких плівок можуть відрізнятися від таких для об'ємної фази, з якої утворилася тонка плівка. До твердих тонких плівок відносяться оксидні плівки на поверхні металів і штучні плівкові покриття, що формуються на різних матеріалах з метою створення приладів мікроелектроніки, запобігання корозії, поліпшення зовнішнього вигляду

Рідкі тонкі плівки розділяють газоподібну дисперсну фазу в пінах і рідкі фази в емульсіях; утворення стійких пін та емульсій можливо тільки при наявності ПАР у складі плівок. Рідкі тонкі плівки можуть виникати мимоволі між зернами в полікристалічних твердих тілах, якщо поверхнева енергія кордону зерна перевищує поверхневий натяг на межі твердої і рідкої фаз більш, ніж удвічі (умова Гіббса-Сміта). Газоподібні тонкі плівки з помітним часом життя можуть виникнути між краплею та об'ємною рідиною в умовах випаровування

Визначення товщини тонких плівок часто проводять методами, заснованими на вимірюванні інтенсивності відбитого світла, наприклад, за допомогою еліпсометрії; використовують також електричні методи, засновані на визначенні ємності і провідності тонких плівок. Для вивчення твердих тонких плівок застосовують електронну мікроскопію, рентгенівську спектроскопію та інші методи, розроблені для дослідження поверхні твердих тіл. Отримання тонких плівок і тонко плівкових покриттів лежить в основі ряду сучасних галузей техніки, насамперед мікроелектроніки...