RU2465372C1 - Устройство для получения тонких пленок нитридных соединений - Google Patents
Устройство для получения тонких пленок нитридных соединений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465372C1 RU2465372C1 RU2011119063/02A RU2011119063A RU2465372C1 RU 2465372 C1 RU2465372 C1 RU 2465372C1 RU 2011119063/02 A RU2011119063/02 A RU 2011119063/02A RU 2011119063 A RU2011119063 A RU 2011119063A RU 2465372 C1 RU2465372 C1 RU 2465372C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- thin films
- gas supply
- graphite heater
- outlet openings
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Изобретение относится к оборудованию для получения многослойных структур для микро-, нано- и оптоэлектроники ионно-плазменным методом. Устройство для получения тонких пленок нитридных соединений содержит основание, тоководы, графитовый нагреватель, держатели подложки, термопару, теплоизолятор с экраном, токопроводящие шины, приспособление для создания ламинарного потока реакционного газа, установленное на основании под графитовым нагревателем, и кожух. Приспособление для создания ламинарного потока реакционного газа содержит металлический корпус, в котором установлен теплоизолированный баллон с трубкой для подачи газа. В баллоне, теплоизоляторе и металлическом корпусе выполнены совпадающие между собой щели, а трубка для подачи газа размещена концентрично внутри баллона и снабжена рядом отверстий выхода газа. В трубке для подачи газа диаметр последующего отверстия выполнен больше диаметра предыдущего отверстия таким образом, чтобы площадь внутреннего сечения трубки равнялась суммарной площади сечений отверстий выхода газа. Осуществляется экономия реакционного газа за счет создания ламинарного потока газа у поверхности подложки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к оборудованию для получения многослойных структур для микро-, нано- и оптоэлектроники ионно-плазменным методом.
Из теории известно, что при синтезе тонких пленок соединений типа A1N, GaN, GaAsN ионно-плазменными методами очень важно расщепление молекулярного азота N2, т.к. молекулярный азот при температурах синтеза 1000-1600К химически не активен. Это подтверждено и в описании метода плазмохимического осаждения пленок нитридов (Кузнецов Г.Д., Кутхов А.Р., Билалов Б.А. Элионная технология в микро- и наноиндустрии» Курс лекций, Москва. Изд. Дом МИСиС, 2008. с.18-24). Здесь в качестве реакционного газа используется аммиак. Аммиак подается в вакуумную камеру, где он диффундирует по всему объему камеры, и только совсем незначительная часть молекул попадает на поверхность подложки.
Недостатками данного способа подачи газа является большой расход относительно дорогого химически чистого аммиака, т.е. в процессе участвует только часть газа, которая находится у поверхности подложки. Остальная часть аммиака отсасывается вакуумными насосами. В связи с тем, что отсасывание молекул газа из объема вакуумной камеры происходит через соединение камеры с откачной системой, происходит разброс величин давлений газа в объеме камеры. Кроме того, отсутствует равномерный подвод потока реакционного газа к поверхности растущей пленки.
Также известен графитовый нагреватель по патенту на полезную модель №94231, который можно выбрать прототипом. Нагреватель включает нагревательный элемент, выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда, в котором выполнен вырез, и содержит перемычку. К нагревательному элементу подведены водоохлаждаемые шины источника питания. Нагревательные элементы установлены равномерно по окружности вокруг тигля. Графитовый нагреватель закрыт кожухом. Устройству, в котором используется данный нагреватель, присущи те же недостатки, что присущи и предыдущему техническому решению.
Технической задачей данного изобретения является экономия реакционного газа и создание ламинарного потока газа у поверхности подложки. Предложенное изобретение используют в составе вакуумной установки типа УМН-30-М.
Для решения данной задачи реакционный газ подают не просто в вакуумную камеру установки УМН-30-М, а в специальное приспособление для получения ламинарного потока газа, которым снабжено предлагаемое устройство. Приспособление устанавливают непосредственно перед подложкой. Внутрь баллона, изготовленного из нержавеющей стали, вставлена трубка с отверстиями, через которые истекает газ. Учитывая тот факт, что по мере удаления от начала к концу трубки количество выходящего газа из отверстий уменьшается, диаметр последующего отверстия выполнен больше диаметра предыдущего таким образом, чтобы выполнялось условие S=S1, где S - сечение трубки, S1 - суммарное сечение отверстий выхода газа.
Данное техническое решение позволяет создать равномерный по объему поток газа из баллона, который является квазизамкнутым пространством с равномерным распределением давления по объему. В баллоне по длине сделана узкая щель, через которую вытекает ламинарный поток реакционного газа непосредственно перед подложкой. Баллон теплоизолирован (для исключения преждевременного разложения аммиака) оболочкой из вспененного кварца и заключен в корпус из тантала.
В данной печи применен метод термического разложения аммиака NH3 на поверхности подложки:
(2NH3→2N+3H2).
Остальные компоненты при синтезе (Al, Ga, S) доставляются на поверхность подложки известным методом магнетронного распыления мишеней, изготовленных из этих материалов.
Конструкция устройства для получения тонких пленок нитридных соединений (в дальнейшем - устройства) приведена на чертежах. На фиг.1 приведен общий вид печи. На фиг.2 приведена конструкция приспособления для создания ламинарного потока.
Устройство включает медное основание-радиатор 1, электрически изолированные от основания медные тоководы 2, соединенные с графитовыми тоководами 3, графитовый нагреватель 4, танталовые держатели 5 для закрепления подложки с затравкой, термопару 6. На основании 1 под графитовым нагревателем 4 установлено приспособление для создания ламинарного потока реакционного газа, включающее металлический корпус 7, в котором установлен теплоизолятор 8 и баллон 9 с трубкой для подачи газа. За нагревателем 4 установлен теплоизолятор 10 из вспененного кварца, снабженный керамическим экраном 11. К медным тоководам 2 подведены шины 12 для подачи напряжения, которые зажаты винтами 13. В баллоне 9, теплоизоляторе 8 и экране 7 выполнены совпадающие между собой щели 14. Трубка для подачи газа размещена концентрично внутри баллона 9 и снабжена рядом отверстий 15. Устройство закрыто кожухом (на чертежах не приведен).
Устройство работает следующим образом:
Устройство основанием-радиатором 1 закрепляют на карусели установки УМН-30-М. На графитовый нагреватель 4 при помощи танталовых держателей 5 закрепляют подложку с затравкой. Трубку 9 баллона для подачи газа соединяют с источником аммиака, а шины 12 соединяют с источником питания. После этого герметично закрывают дверцу установки УМН-30-М и создают в ее объеме вакуум. После достижения необходимых параметров включают магнетрон. При этом испаряется алюминий и его пары оседают на поверхность подложки. Одновременно в приспособление для создания ламинарного потока подают аммиак. Образованный в нем ламинарный поток через щель 14 попадает непосредственно в зону образования тонкой пленки на подложке. Под воздействием высокой температуры, полученной от нагревателя 4 в зоне, прилежащей к подложке, происходит термохимическое разложение аммиака. Образовавшийся в результате разложения атомарный азот соединяется с алюминием и образуется нитрид алюминия.
Claims (2)
1. Устройство для получения тонких пленок нитридных соединений, включающее основание, тоководы, графитовый нагреватель, держатели подложки, термопару, теплоизолятор с экраном, токопроводящие шины, кожух, отличающееся тем, что на основании под графитовым нагревателем установлено приспособление для создания ламинарного потока реакционного газа, содержащее металлический корпус, в котором установлен теплоизолированный баллон с трубкой для подачи газа, причем в баллоне, теплоизоляторе и экране выполнены совпадающие между собой щели, а трубка для подачи газа размещена концентрично внутри баллона и снабжена рядом отверстий выхода газа.
2. Устройство для получения тонких пленок нитридных соединений по п.1, отличающееся тем, что диаметр последующего отверстия в трубке для подачи газа выполнен больше диаметра предыдущего отверстия таким образом, чтобы площадь внутреннего сечения трубки равнялась суммарной площади сечений отверстий выхода газа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011119063/02A RU2465372C1 (ru) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Устройство для получения тонких пленок нитридных соединений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011119063/02A RU2465372C1 (ru) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Устройство для получения тонких пленок нитридных соединений |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2465372C1 true RU2465372C1 (ru) | 2012-10-27 |
Family
ID=47147457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011119063/02A RU2465372C1 (ru) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Устройство для получения тонких пленок нитридных соединений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2465372C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021215953A1 (ru) * | 2020-04-20 | 2021-10-28 | Акционерное Общество "Твэл" | Способ ионно-плазменного нанесения коррозионностойких пленочных покрытий на изделия из циркониевых сплавов |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU770260A1 (ru) * | 1978-01-05 | 1997-05-20 | А.В. Петров | Способ нанесения покрытий плазменным напылением |
| RU2118398C1 (ru) * | 1997-10-07 | 1998-08-27 | Валерий Павлович Пастухов | Испаритель для металлов и сплавов |
| RU2138094C1 (ru) * | 1997-02-04 | 1999-09-20 | Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете | Установка для нанесения тонкослойных покрытий |
| US7156921B2 (en) * | 2001-10-18 | 2007-01-02 | Chulsoo Byun | Method and apparatus for chemical vapor deposition capable of preventing contamination and enhancing film growth rate |
| US7444955B2 (en) * | 2004-05-19 | 2008-11-04 | Sub-One Technology, Inc. | Apparatus for directing plasma flow to coat internal passageways |
-
2011
- 2011-05-12 RU RU2011119063/02A patent/RU2465372C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU770260A1 (ru) * | 1978-01-05 | 1997-05-20 | А.В. Петров | Способ нанесения покрытий плазменным напылением |
| RU2138094C1 (ru) * | 1997-02-04 | 1999-09-20 | Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом университете | Установка для нанесения тонкослойных покрытий |
| RU2118398C1 (ru) * | 1997-10-07 | 1998-08-27 | Валерий Павлович Пастухов | Испаритель для металлов и сплавов |
| US7156921B2 (en) * | 2001-10-18 | 2007-01-02 | Chulsoo Byun | Method and apparatus for chemical vapor deposition capable of preventing contamination and enhancing film growth rate |
| US7444955B2 (en) * | 2004-05-19 | 2008-11-04 | Sub-One Technology, Inc. | Apparatus for directing plasma flow to coat internal passageways |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021215953A1 (ru) * | 2020-04-20 | 2021-10-28 | Акционерное Общество "Твэл" | Способ ионно-плазменного нанесения коррозионностойких пленочных покрытий на изделия из циркониевых сплавов |
| CN113906154A (zh) * | 2020-04-20 | 2022-01-07 | Tvel 股份公司 | 锆合金产品上溅射耐锈蚀薄膜保护层的离子等离子体方法 |
| CN113906154B (zh) * | 2020-04-20 | 2024-02-20 | Tvel 股份公司 | 锆合金产品上溅射耐锈蚀薄膜保护层的离子等离子体方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5011550B2 (ja) | 紫外線（ｕｖ）、及びプラズマ励起有機金属化学気相成長（ｍｏｃｖｄ）方法 | |
| US8383210B2 (en) | Method of forming a film by deposition from a plasma | |
| JP2019046805A (ja) | トロイダルプラズマ処理装置 | |
| CN102576667A (zh) | 中空阴极喷头 | |
| JPH02296796A (ja) | ダイヤモンド被膜の作製法 | |
| JP5678883B2 (ja) | プラズマｃｖｄ装置、および、シリコン薄膜の製造方法 | |
| CN103484829A (zh) | 一种管内化学气相沉积制备薄膜的方法及装置 | |
| RU2465372C1 (ru) | Устройство для получения тонких пленок нитридных соединений | |
| CN109804110B (zh) | 用于敷设碳层的设备和方法 | |
| CN101584256B (zh) | 通过从等离子体沉积形成膜的装置 | |
| CN110451496B (zh) | 一种连续放量制备粉体石墨烯的方法 | |
| RU2653036C2 (ru) | Способ осаждения алмазных плёнок из термически активированной смеси газов и реактор для его реализации | |
| RU2007147155A (ru) | Способ и устройство плазмохимического синтеза нанообъектов | |
| CN213624376U (zh) | 一种化学气相沉积装置 | |
| RU112678U1 (ru) | Устройство для получения углеродных наноструктур (варианты) | |
| KR20040034907A (ko) | 박막 증착 속도를 조절하는 샤워헤드를 구비한 화학 기상증착 장치. | |
| Egert et al. | Mass spectrometry study of ammonia formed during plasma nitrocarburizing and nitriding processes | |
| US20150104896A1 (en) | Hollow cathode system, device and method for the plasma-assisted treatment of substrates | |
| Rebrov et al. | Diamond crystals deposited from interacting jets | |
| WO2015012715A1 (ru) | Способ и устройство наноструктурированного углеродного покрытия | |
| RU54948U1 (ru) | Установка для нанесения покрытий | |
| CN102899638B (zh) | 用于光辅助金属有机物化学气相沉积的气体喷淋头装置 | |
| CN209890731U (zh) | 一种制备二维薄膜材料的化学气相沉积装置 | |
| CN202697018U (zh) | 一种用于直流弧放电高密度等离子体发生器的阳极底座 | |
| RU2671522C1 (ru) | Способ плазменного упрочнения внутренней цилиндрической поверхности |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140513 |