RU2653897C2 - Device for spraying an antireflection coating of a photoconverter - Google Patents
Device for spraying an antireflection coating of a photoconverter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653897C2 RU2653897C2 RU2016140982A RU2016140982A RU2653897C2 RU 2653897 C2 RU2653897 C2 RU 2653897C2 RU 2016140982 A RU2016140982 A RU 2016140982A RU 2016140982 A RU2016140982 A RU 2016140982A RU 2653897 C2 RU2653897 C2 RU 2653897C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photoconverter
- mask
- substrate
- holes
- spraying
- Prior art date
Links
- 238000005507 spraying Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title abstract description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title abstract description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 54
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 6
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 4
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003094 perturbing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 229910017401 Au—Ge Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000002889 diamagnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000001017 electron-beam sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электронной технике, в частности к инструментам для изготовления просветляющего покрытия фотопреобразователя.The invention relates to electronic equipment, in particular to tools for the manufacture of an antireflection coating of a photoconverter.
Известна маска для напыления пленочных элементов на подложку (патент РФ №2003735, опубл. 30.11.1993 г.), имеющая отверстия заданного размера, выполненные в соответствии с конфигурацией пленочных элементов, при этом на расстоянии 5÷100 мкм от плоскости пластины, прилегающей к поверхности подложки, отверстия имеют размер, превышающий заданный размер отверстий на 50÷2000 мкм.A known mask for spraying film elements on a substrate (RF patent No. 20033735, publ. November 30, 1993), having holes of a given size, made in accordance with the configuration of the film elements, while at a distance of 5 ÷ 100 μm from the plane of the plate adjacent to the surface of the substrate, the holes have a size exceeding the specified size of the holes by 50 ÷ 2000 microns.
Недостаток маски данной конструкции применительно к напылению просветляющего покрытия фотопреобразователя с трехкаскадной структурой Ga(In)As/GaInP/Ga(In)As/Ge, выращенной на германиевой подложке, заключается в сложности обеспечения равномерного прижатия диэлектрической маски к контактным площадкам, находящимся на краю фотопреобразователя из-за перекосов маски.The disadvantage of the mask of this design in relation to the deposition of the antireflection coating of a photoconverter with a three-stage structure Ga (In) As / GaInP / Ga (In) As / Ge grown on a germanium substrate is the difficulty in ensuring uniform pressure of the dielectric mask to the contact pads located on the edge of the photoconverter due to distortions of the mask.
Признак данной конструкции, общий с предлагаемым устройством для напыления просветляющего покрытия, - применение маски с отверстиями заданного размера определенной конфигурации.A feature of this design, common with the proposed device for spraying an antireflection coating, is the use of a mask with holes of a given size of a certain configuration.
Известно устройство для формирования топологического рисунка в тонкой пленке (патент РФ №2063473, опубл. 10.07.1996 г.), наносимой в вакууме на подложку, содержащее металлическую маску из ферромагнитного материала, размещенную на лицевой стороне подложки, и магнит, расположенный с противоположной по отношению к маске стороны подложки, удерживающий и прижимающий маску к подложке. Для защиты тыльной стороны подложки от механических повреждений между плоскостью магнита и подложкой введена прокладка из диамагнитного материала, например дюраль-алюминия, толщиной 1,5 мм.A device is known for forming a topological pattern in a thin film (RF patent No. 2063473, published July 10, 1996) applied in a vacuum to a substrate containing a metal mask of ferromagnetic material placed on the front side of the substrate and a magnet located on the opposite side relative to the mask of the side of the substrate, holding and pressing the mask to the substrate. To protect the back side of the substrate from mechanical damage between the plane of the magnet and the substrate, a gasket of diamagnetic material, for example duralumin aluminum, 1.5 mm thick, is introduced.
Недостатки данного устройства, применительно к напылению просветляющего покрытия фотопреобразователя, заключаются в том, что совмещение маски с контактами фотопреобразователя выполняется вручную, что непроизводительно; в процессе напыления из-за вибраций возможно смещение маски и «подпыл» контактов, что недопустимо; ферромагнитные маски, изготавливаемые, например, из листа сплава НК-29 (ковар) толщиной 0,15 мм, деформируются в процессе использования и подлежат периодической замене, что неэффективно.The disadvantages of this device, in relation to the spraying of the antireflection coating of the photoconverter, are that the mask is combined with the contacts of the photoconverter manually, which is unproductive; during the spraying process due to vibrations, mask displacement and “dusting” of contacts are possible, which is unacceptable; ferromagnetic masks, made, for example, from an alloy sheet NK-29 (Kovar) with a thickness of 0.15 mm, are deformed during use and must be periodically replaced, which is inefficient.
Признак, общий с предлагаемым устройством для напыления просветляющего покрытия, - применение маски, расположенной на лицевой стороне подложки.A sign common with the proposed device for spraying an antireflection coating is the use of a mask located on the front side of the substrate.
Известно устройство для напыления в вакууме тонких слоев многослойных изделий (патент РФ №2432417, опубл. 27.10.2011 г.), принятое за прототип, в котором используется маска из ферромагнитного материала, расположенная с лицевой стороны подложки, и магнит с плоской верхней поверхностью, расположенный с противоположной к маске стороны подложки. Кроме того, вышеуказанное устройство содержит корпус с плоской верхней поверхностью и плоским гнездом для подложки, глубина которого выполнена такой, чтобы нижняя поверхность маски, верхняя поверхность подложки и верхняя плоская поверхность корпуса были расположены в одной плоскости, а дно плоского гнезда образовано плоской верхней поверхностью встроенного в корпус вышеуказанного магнита; при этом на боковых поверхностях плоского гнезда по периметру выполнены упоры и расположенные с противоположных сторон относительно упоров прижимные винты, фиксирующие положение подложки в гнезде; корпус на плоской верхней поверхности имеет выступы, фиксирующие положение маски, снабженной посадочными отверстиями под вышеупомянутые выступы.A device for spraying in vacuum thin layers of multilayer products (RF patent No. 2432417, publ. 10/27/2011), adopted for the prototype, which uses a mask of ferromagnetic material located on the front side of the substrate, and a magnet with a flat top surface, located on the opposite side to the mask of the substrate. In addition, the above device includes a housing with a flat upper surface and a flat socket for the substrate, the depth of which is such that the lower surface of the mask, the upper surface of the substrate and the upper flat surface of the housing are located in the same plane, and the bottom of the flat socket is formed by the flat upper surface of the built-in into the body of the above magnet; while on the side surfaces of the flat socket along the perimeter there are stops and clamping screws located on opposite sides relative to the stops, fixing the position of the substrate in the socket; the housing on a flat upper surface has protrusions securing the position of the mask provided with seating holes for the above protrusions.
Недостаток данного устройства для напыления просветляющего покрытия фотопреобразователя заключается в необходимости использования постоянных магнитов. Силовое поле сильных магнитов оказывает возмущающее влияние на заряженные частицы при плазменном ассистировании напыления, в результате просветляющее покрытие TiO2/Al2O3 неоднородно и имеет недостаточную адгезию. Слабые магниты не обеспечивают надежного прижатия маски к поверхности контактных площадок фотопреобразователя, что в условиях вибраций при вращении карусели с пластинами в установке приводит к смещению маски и недопустимому «подпылу» контактов.The disadvantage of this device for spraying the antireflection coating of the photoconverter is the need to use permanent magnets. The force field of strong magnets has a perturbing effect on charged particles during plasma assisted deposition, as a result, the TiO 2 / Al 2 O 3 antireflection coating is inhomogeneous and has insufficient adhesion. Weak magnets do not provide reliable pressing of the mask to the surface of the contact areas of the photoconverter, which under vibration during rotation of the carousel with plates in the installation leads to displacement of the mask and unacceptable “dusting” of the contacts.
При расположении контактных площадок фотопреобразователя по периферии подложки необходимо изготавливать несколько накладных масок различной конфигурации с посадочными отверстиями. Фотопреобразователь должен находиться в углублении корпуса, чтобы исключить перекос маски, в то же время толщина подложки фотопреобразователя может варьироваться от 160 мкм до 80 мкм, в результате возникает недопустимый зазор между контактными площадками и маской.When arranging the contact pads of the photoconverter on the periphery of the substrate, it is necessary to produce several patch masks of various configurations with landing holes. The photoconverter must be located in the recess of the casing in order to prevent distortion of the mask, at the same time, the thickness of the substrate of the photoconverter can vary from 160 μm to 80 μm, resulting in an unacceptable gap between the contact pads and the mask.
Признаки прототипа, общие с предлагаемым устройством, следующие: использование маски, расположенной с лицевой стороны подложки, и корпуса с посадочными гнездами, в которых фиксируется положение положки.The features of the prototype, common with the proposed device, are as follows: the use of a mask located on the front side of the substrate, and a housing with landing slots in which the position of the position is fixed.
Технический результат, достигаемый в предложенном устройстве, заключается в увеличении выхода годных фотопреобразователей.The technical result achieved in the proposed device is to increase the yield of photoconverters.
Достигается это тем, что в устройстве, содержащем маску, расположенную с лицевой стороны подложки, и корпус с посадочными гнездами, в которых фиксируется положение подложки, маска и корпус выполнены в виде цельной металлической рамки, снабженной отверстиями, имеющими конфигурацию фотопреобразователя, под посадочные гнезда, причем размеры отверстий превышают размеры фотопреобразователя на величину от 0,1 до 0,2 мм, кроме того, контактные площадки фотопреобразователя расположены на плоских выступах маски, имеющих толщину от 0,1 до 0,5 мм и расположенных по периметру отверстий под посадочные гнезда, при этом напыляемые поверхности маски и корпуса расположены в одной плоскости, кроме того, с тыльной стороны фотопреобразователя в посадочных гнездах расположены также металлизированные кремниевые подложки, с помощью которых контактные площадки прижаты к маске посредством пластинчатых пружин, закрепленных на рамке, а поверхность плоских выступов маски со стороны контактных площадок покрыта слоем термически и химически стойкого полимерного материала с напыленным на него и на поверхность цельной металлической рамки слоем металлизации.This is achieved by the fact that in a device containing a mask located on the front side of the substrate, and a housing with mounting slots in which the position of the substrate is fixed, the mask and housing are made in the form of a solid metal frame, equipped with holes with a photoconverter configuration, for mounting slots, moreover, the size of the holes exceeds the size of the photoconverter by a value of from 0.1 to 0.2 mm, in addition, the contact pads of the photoconverter are located on the flat protrusions of the mask having a thickness of 0.1 to 0.5 mm and holes around the seats for the mounting nests, while the sprayed surfaces of the mask and body are located in the same plane, in addition, metallized silicon substrates are also located on the back of the photoconverter with the help of which the contact pads are pressed to the mask by means of plate springs fixed to frame, and the surface of the flat protrusions of the mask from the side of the contact pads is covered with a layer of thermally and chemically resistant polymer material sprayed on it and on erhnost whole metal frame metallization layer.
Отличительные признаки предложенного устройства для напыления просветляющего покрытия, обеспечивающие его соответствие критерию «новизна», следующие: маска и корпус выполнены в виде цельной металлической рамки, снабженной отверстиями, имеющими конфигурацию фотопреобразователя, под посадочные гнезда, причем размеры отверстий превышают размеры фотопреобразователя на величину от 0,1 до 0,2 мм, кроме того, контактные площадки фотопреобразователя расположены на плоских выступах маски, имеющих толщину от 0,1 до 0,5 мм и расположенных по периметру отверстий под посадочные гнезда, при этом напыляемые поверхности маски и корпуса расположены в одной плоскости, кроме того, с тыльной стороны фотопреобразователя в посадочных гнездах расположены также металлизированные кремниевые подложки, с помощью которых контактные площадки прижаты к маске посредством пластинчатых пружин, закрепленных на рамке, а поверхность плоских выступов маски со стороны контактных площадок покрыта слоем термически и химически стойкого полимерного материала с напыленным на него и на поверхность цельной металлической рамки слоем металлизации.Distinctive features of the proposed device for spraying an antireflective coating, ensuring its compliance with the “novelty” criterion, are as follows: the mask and body are made in the form of a solid metal frame equipped with holes having a photoconverter configuration for mounting slots, and the hole sizes exceed the photoconverter dimensions by a value of 0 , 1 to 0.2 mm, in addition, the contact pads of the photoconverter are located on the flat protrusions of the mask, having a thickness of 0.1 to 0.5 mm and located along the perimeter the holes for the mounting nests, while the sprayed surfaces of the mask and body are located in the same plane, in addition, metallized silicon substrates are located on the back of the photoconverter in the seats, using which the contact pads are pressed to the mask by means of plate springs mounted on the frame, and the surface of the flat protrusions of the mask from the side of the contact pads is covered with a layer of thermally and chemically resistant polymer material sprayed onto it and onto the surface of the whole m the metallic frame metallization layer.
Для обоснования соответствия предлагаемого устройства для напыления просветляющего покрытия фотопреобразователя критерию «изобретательский уровень» был проведен анализ известных решений по литературным источникам, в результате которого не обнаружено технических решений, содержащих совокупность известных и отличительных признаков предлагаемого устройства, дающих вышеуказанный технический результат. Поэтому, по мнению автора, предлагаемое устройство для напыления просветляющего покрытия фотопреобразователя соответствует критерию «изобретательский уровень». Предложенное устройство для напыления просветляющего покрытия фотопреобразователя обеспечивает однородное осаждение диэлектрических слоев в условиях плазменного ассистирования с нагревом без «подпыла» контактных площадок для подложек варьируемой толщины.To justify the conformity of the proposed device for spraying the antireflection coating of the photoconverter to the criterion of "inventive step", an analysis of known solutions by literature was carried out, as a result of which no technical solutions were found containing a combination of known and distinctive features of the proposed device, giving the above technical result. Therefore, according to the author, the proposed device for spraying the antireflection coating of the photoconverter meets the criterion of "inventive step". The proposed device for spraying the antireflection coating of the photoconverter provides uniform deposition of dielectric layers under conditions of plasma assisted heating without “dusting” of the contact pads for substrates of variable thickness.
Фиксация положения подложки и контактных площадок фотопреобразователя относительно маски осуществляется за счет заданной величины превышения от 0,1 до 0,2 мм размеров отверстий, имеющих конфигурацию фотопреобразователя, под посадочные гнезда, над размерами фотопреобразователя, при этом дополнительного совмещения не требуется. Плоские выступы маски толщиной от 0,1 до 0,5 мм, расположенные по периметру отверстий под посадочные гнезда, закрывают область контактных площадок с минимальным затенением рабочей поверхности фотопреобразователя.The position of the substrate and the contact areas of the photoconverter relative to the mask is fixed due to a predetermined excess of 0.1 to 0.2 mm of the dimensions of the holes having the configuration of the photoconverter under the mounting slots over the dimensions of the photoconverter, with no additional alignment required. Flat mask protrusions with a thickness of 0.1 to 0.5 mm, located around the perimeter of the holes for the landing slots, cover the area of the contact pads with minimal shading of the working surface of the photoconverter.
Равномерность прижатия маски к контактным площадкам гибких фотопреобразователей обеспечивается с помощью плоских кремниевых подложек, расположенных в посадочных гнездах с тыльной стороны фотопреобразователей, посредством пластинчатых пружин, закрепленных на рамке. Поверхность плоских выступов маски со стороны контактных площадок покрыта эластичным слоем термически и химически стойкого полимерного материала, предотвращающего механическое повреждение слоев металлизации Ag/Au. Термическая стойкость необходима для сохранения полимерным покрытием гладкой поверхности и эластичности в условиях нагрева и прижатия к контактным площадкам фотопреобразователя. Химическая стойкость полимерного покрытия необходима для использования при напылении кислородной плазмы и периодической очистки устройства стравливанием напыленных диэлектрических слоев.The uniformity of the mask pressing against the contact pads of the flexible photoconverters is ensured by means of silicon flat substrates located in the landing slots on the back of the photoconverters, by means of plate springs mounted on the frame. The surface of the flat protrusions of the mask from the side of the contact pads is covered with an elastic layer of thermally and chemically resistant polymer material, which prevents mechanical damage to the metallization layers of Ag / Au. Thermal resistance is necessary to maintain a polymer surface with a smooth surface and elasticity under conditions of heating and pressing against the contact pads of the photoconverter. The chemical resistance of the polymer coating is necessary for use in the deposition of oxygen plasma and periodic cleaning of the device by etching the deposited dielectric layers.
Устройство для напыления просветляющего покрытия фотопреобразователя иллюстрировано на чертеже (фиг. 1) и на фотографиях (фиг. 2-5).A device for spraying the antireflection coating of the photoconverter is illustrated in the drawing (Fig. 1) and in photographs (Fig. 2-5).
Устройство для напыления просветляющего покрытия на лицевую сторону подложки фотопреобразователя с эпитаксиальными слоями 1 (фиг. 1) состоит из рамки 2, снабженной отверстиями 3 под посадочные гнезда 4, в которых расположена подложка фотопреобразователя 5, имеющая на лицевой стороне с эпитаксиальными слоями 1 контактные площадки 6, которые закрыты маской 7. Маска 7 снабжена плоскими выступами 8, расположенными по периметру отверстий 3, при этом напыляемые поверхности маски 7 и корпуса 9 расположены в одной плоскости. Подложка фотопреобразователя 5 имеет металлизированную тыльную сторону 10, на которой расположена металлизированная кремниевая подложка 11, которая, в свою очередь, прижата к тыльной стороне 10 подложки фотопреобразователя 5 пластинчатыми пружинами 12, закрепленными на рамке 2 винтами 13. Контактные площадки фотопреобразователя 6 расположены на слоях полимерного материала 14 и на напыленной на него металлизации 15. Кремниевые подложки 11 покрыты со всех сторон слоем металла 16.A device for spraying an antireflection coating on the front side of a substrate of a photoconverter with epitaxial layers 1 (Fig. 1) consists of a
На фиг. 2 изображен вид контактных площадок фотопреобразователя с лицевой стороны подложки; на фиг. 3 изображен вид рамки с отверстиями под посадочные гнезда и пластинчатыми пружинами; на фиг. 4 изображен вид рамки с кремниевыми подложками в посадочных гнездах; на фиг. 5 изображен вид устройства после напыления просветляющего покрытия на фотопреобразователи.In FIG. 2 shows a view of the contact pads of the photoconverter on the front side of the substrate; in FIG. 3 shows a view of a frame with holes for landing slots and leaf springs; in FIG. 4 shows a view of a frame with silicon substrates in the mounting nests; in FIG. 5 shows a view of the device after spraying an antireflection coating on photoconverters.
Пример конкретного использования предлагаемого устройстваAn example of a specific use of the proposed device
Предлагаемое устройство для напыления просветляющего покрытия фотопреобразователя используется в технологии изготовления трехкаскадных фотопреобразователей с эпитаксиальной структурой Ga(In)As/GaInP/Ga(In)As/Ge, выращенной на германиевой подложке диаметром ∅100 мм. Предварительно напыляют лицевые Cr/Ag/Au-Ge/Ag/Au контакты фотопреобразователей; далее выполняют меза-изоляцию химическим травлением; утоняют германиевую подложку химико-динамическим травлением до толщины 80÷90 мкм; затем напыляют тыльный Cr/Au/Ag/Au контакт фотопреобразователей; отжигают контакты; выравнивают пластины посредством охлаждения парами азота; разделяют пластины на чипы дисковой резкой; вскрывают оптическое окно фотопреобразователей стравливанием n+-Ga(In)As контактного слоя. Далее напыляют просветляющее покрытие TiO2/Al2O3.The proposed device for spraying the antireflection coating of the photoconverter is used in the manufacturing technology of three-stage photoconverters with the Ga (In) As / GaInP / Ga (In) As / Ge epitaxial structure grown on a ∅100 mm diameter germanium substrate. Pre-spray the front Cr / Ag / Au-Ge / Ag / Au contacts of the photoconverters; then perform mesa isolation by chemical etching; Thin the germanium substrate by chemical-dynamic etching to a thickness of 80 ÷ 90 microns; then spray the rear Cr / Au / Ag / Au contact of the photoconverters; anneal the contacts; align the plates by cooling with nitrogen vapor; divide the plates into chips by disk cutting; the optical window of the photoconverters is opened by etching the n + -Ga (In) As contact layer. Next, a TiO 2 / Al 2 O 3 antireflection coating is sprayed.
Предлагаемое устройство для напыления просветляющего покрытия на лицевую сторону фотопреобразователя с эпитаксиальными слоями 1 выполнено в виде цельной металлической рамки 2 толщиной 2 мм из нержавеющей стали 12Х12Н10Т с отверстиями 3, имеющими конфигурацию фотопреобразователей, под посадочные гнезда 4.The proposed device for spraying an antireflection coating on the front of the photoconverter with
Размеры посадочных отверстий, составляющие 40,2×80,2 мм, превышают размеры подложки фотопреобразователя 5 на заданную величину, в данном примере 0,2 мм - допустимой погрешности позиционирования подложки 5 и контактных площадок 6 фотопреобразователя относительно маски 7. Расширение посадочных отверстий 3 менее чем на 0,1 мм нежелательно по причине возможного заклинивания подложки 5 фотопреобразователя в посадочном гнезде 4 из-за погрешности вырезания посадочных отверстий 3 на электроэрозионном станке. Расширение посадочных отверстий 3 более чем на 0,2 мм также нецелесообразно из-за необходимости увеличивать размеры маски 7 и соответственно ей область затенения вблизи контактной площадки 6 фотопреобразователя.The dimensions of the mounting holes, comprising 40.2 × 80.2 mm, exceed the dimensions of the substrate of the
Фотопреобразователь укладывают в посадочные гнезда 4 устройства лицевой стороной 1 подложки 5 вниз, контактными площадками 6 на маску 7, снабженную плоскими выступами 8 толщиной 0,3 мм, расположенными по периметру посадочных отверстий 3 рамки 2. Контактные площадки 6 с размерами 1,05×7 мм и 1,9×1,9 мм (в количестве 4 штук и 2 штук соответственно) находятся на краю противолежащих сторон подложки 5, что обеспечивает плоскопараллельное расположение подложки 5 относительно маски 7 и минимальное затенение рабочей поверхности фотопреобразователя.The photoconverter is placed in the mounting slots 4 of the device with the
Напыляемые поверхности маски 7 и корпуса 9 рамки 2 расположены в одной плоскости. С тыльной металлизированной стороны 10 подложки 5 фотопреобразователей в посадочных гнездах 4 располагаются кремниевые подложки 11 толщиной ~500 мкм, покрытые со всех сторон слоем металла 16, с помощью которых контактные площадки 6 прижаты к плоским выступам 8 маски 7 посредством пластинчатых пружин 12, закрепленных винтами 13 на рамке 2. Для изготовления пружин 12 используют ленту из безоловянной бериллиевой бронзы ДРРНТ 0,30×80НД. Плоские металлизированные кремниевые подложки 11 необходимы для равномерного прижатия контактных площадок 6 гибкого фотопреобразователя к маске 7, кроме того, защищается тыльная сторона 10 фотопреобразователя от «подпыла» рассеянными потоками испаряемых материалов. Кремниевые подложки 11 обладают необходимой прочностью и сохраняют плоскостность при нагреве. Применение выступов 8 маски 7 толщиной менее 0,1 мм нежелательно из-за снижения механической прочности и возможной деформации под действием прилагаемой нагрузки. При толщинах выступов 8 маски 7 более 0,5 мм и напылении просветляющего покрытия TiO2/Al2O3 электронно-лучевым способом (расстояние до испарителя ~70 см) ширина полосы низкоэффективного просветления (полутени) составляет более 30 мкм, что нецелесообразно. Поверхность плоских выступов 8 маски 7 со стороны контактных площадок 6 фотопреобразователя, из-за дефектов фрезерной обработки, покрывают слоем (толщиной ~40 мкм) эластичного полимерного материала 14, например, Insulating Таре (Kapton, Evatec) для предотвращения образования вмятин и царапин, ухудшающих качество сварки слоев Ag/Au контактной металлизации площадок 6 с внешними выводами. Термически и химически стойкие свойства используемого полимерного материала 14 позволяют выполнять процесс напыления просветляющего покрытия при температуре 140°С с плазменным ассистированием.The sprayed surface of the
Слой полимерного материала 14, а также поверхность цельной металлической рамки 2 со стороны посадочных гнезд 4 запыляют слоем металлизации 15, который в сочетании с металлизированной со всех сторон кремниевой подложкой 11 и пластинчатыми пружинами 12 образует цепь короткого замыкания лицевого 6 и тыльного 10 контактов, что необходимо для защиты фотопреобразователя от токов разряда через плазму в процессе электронно-лучевого напыления материалов просветляющего покрытия.The layer of
В качестве слоев металлизации 15 и 16 используют Cr/Ag/Au толщиной ~5 мкм. Снятие электрического заряда с фотопреобразователя осуществляется через металлическую рамку 2. Периодически устройство очищают от напыленных диэлектрических слоев травлением в водном растворе плавиковой кислоты HF÷H2O=1÷4.As metallization layers 15 and 16, Cr / Ag / Au with a thickness of ~ 5 μm is used. The removal of the electric charge from the photoconverter is carried out through a
При работе устройства для напыления просветляющего покрытия напыление просветляющий слоев TiO2/Al2O3 выполняют с использованием кислородной плазмы, что необходимо для улучшения оптических свойств покрытия.When the device for spraying the antireflection coating, the spraying of the antireflection layer of TiO 2 / Al 2 O 3 is performed using oxygen plasma, which is necessary to improve the optical properties of the coating.
Фиксация подложек 5 относительно маски 7 без дополнительного совмещения в посадочных гнездах 4 с заданной величиной расширения, равномерный прижим контактных площадок 6 к маске 7 за счет плоскостности жестких кремниевых подложек 11, отсутствие механических повреждений контактной металлизации 6 за счет слоя эластичного полимерного покрытия 14 на поверхности маски 7, отсутствие возмущающего поля постоянных магнитов при плазменном ассистировании напыления обеспечивают получение однородных слоев просветляющего покрытия с хорошей адгезией и отсутствие «подпылов» контактных площадок 6, в результате чего увеличен выход годных фотопреобразователей на ~1%.The fixation of the
В сравнении с методом «взрыва» просветляющего покрытия по фоторезистивной маске предлагаемое устройство снижает трудоемкость операции и применимо для изготовления фотопреобразователей на германиевой подложке толщиной менее 80 мкм.Compared with the method of "explosion" of the antireflection coating on a photoresistive mask, the proposed device reduces the complexity of the operation and is applicable for the manufacture of photoconverters on a germanium substrate with a thickness of less than 80 microns.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016140982A RU2653897C2 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Device for spraying an antireflection coating of a photoconverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016140982A RU2653897C2 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Device for spraying an antireflection coating of a photoconverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016140982A RU2016140982A (en) | 2018-04-18 |
| RU2653897C2 true RU2653897C2 (en) | 2018-05-15 |
Family
ID=61974607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016140982A RU2653897C2 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Device for spraying an antireflection coating of a photoconverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2653897C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2787908C1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-01-13 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Device for forming the configuration of films sprayed in vacuum |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU187854A1 (en) * | Технич Скля | DEVICE FOR THE MANUFACTURE OF THIN-FILM | ||
| JPS62146254A (en) * | 1985-12-20 | 1987-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | Positioning aligning device for mask film forming device |
| US5620572A (en) * | 1993-10-25 | 1997-04-15 | Viratec Thin Films, Inc. | Method and apparatus for thin film coating an article |
| JP2003293131A (en) * | 2002-04-04 | 2003-10-15 | Tdk Corp | Sputtering system, method for forming thin film by sputtering, and method for manufacturing disk-shaped recording medium using the sputtering system |
| UA26322U (en) * | 2007-05-25 | 2007-09-10 | Pysarenko Inst Of Strength Pro | Plant for vacuum-plasma sputtering |
| RU2432417C1 (en) * | 2010-04-27 | 2011-10-27 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | Device for sputtering thin layers in multi-layer items in vacuum |
| RU2590747C2 (en) * | 2014-11-25 | 2016-07-10 | ОАО "Научно-исследовательский институт электронных приборов" | Plant for vacuum sputtering of topological pattern of thin-film hybrid microcircuit on substrate |
-
2016
- 2016-10-18 RU RU2016140982A patent/RU2653897C2/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU187854A1 (en) * | Технич Скля | DEVICE FOR THE MANUFACTURE OF THIN-FILM | ||
| SU191661A1 (en) * | М. А. Колчин , Б. Н. Формозов | AUTOMATIC DEVICE FOR DUSTING FILMS ON DIELECTRIC SURFACES | ||
| JPS62146254A (en) * | 1985-12-20 | 1987-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | Positioning aligning device for mask film forming device |
| US5620572A (en) * | 1993-10-25 | 1997-04-15 | Viratec Thin Films, Inc. | Method and apparatus for thin film coating an article |
| JP2003293131A (en) * | 2002-04-04 | 2003-10-15 | Tdk Corp | Sputtering system, method for forming thin film by sputtering, and method for manufacturing disk-shaped recording medium using the sputtering system |
| UA26322U (en) * | 2007-05-25 | 2007-09-10 | Pysarenko Inst Of Strength Pro | Plant for vacuum-plasma sputtering |
| RU2432417C1 (en) * | 2010-04-27 | 2011-10-27 | Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт "ЦИКЛОН" | Device for sputtering thin layers in multi-layer items in vacuum |
| RU2590747C2 (en) * | 2014-11-25 | 2016-07-10 | ОАО "Научно-исследовательский институт электронных приборов" | Plant for vacuum sputtering of topological pattern of thin-film hybrid microcircuit on substrate |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2787908C1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-01-13 | Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") | Device for forming the configuration of films sprayed in vacuum |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016140982A (en) | 2018-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0155570B1 (en) | Electrostatic chuck and plasma apparatus equipped therewith | |
| US8861170B2 (en) | Electrostatic chuck with photo-patternable soft protrusion contact surface | |
| JP5537975B2 (en) | Magnetic clips and substrate holders used in plasma processing systems | |
| US20100151680A1 (en) | Substrate carrier with enhanced temperature uniformity | |
| KR20120067934A (en) | High efficiency electrostatic chuck assembly for semiconductor wafer processing | |
| KR20160030812A (en) | plasma processing equipment | |
| KR102255246B1 (en) | Electrostatic chuck having heater and method of manufacturing the same | |
| US6676812B2 (en) | Alignment mark shielding ring without arcing defect and method for using | |
| JP2022084724A (en) | Extraction set with improved performance | |
| KR102127883B1 (en) | Electrostatic chuck with photo-patternable soft protrusion contact surface | |
| RU2653897C2 (en) | Device for spraying an antireflection coating of a photoconverter | |
| US11408064B2 (en) | Mask structure and FCVA apparatus | |
| US20230383397A1 (en) | Shutter disc for a semiconductor processing tool | |
| JP3898600B2 (en) | Manufacturing method of solar cell | |
| CN116904953A (en) | Vapor deposition equipment | |
| JP4666817B2 (en) | High dielectric etching equipment | |
| KR101098858B1 (en) | Cleaning method and vacuum processing apparatus | |
| US20180358212A1 (en) | System configured for sputter deposition on a substrate, shielding device for a sputter deposition chamber, and method for providing an electrical shielding in a sputter deposition chamber | |
| US20190096624A1 (en) | Shadow frame with sides having a varied profile for improved deposition uniformity | |
| JP7055083B2 (en) | Spatter etching equipment | |
| JP4184814B2 (en) | Parallel plate type plasma CVD apparatus and method for manufacturing film formation substrate | |
| JPH05200640A (en) | Electrostatic chuck and plasma device provided with electrostatic chuck | |
| US20220122876A1 (en) | Substrate support for chucking of mask for deposition processes | |
| JP2016127079A (en) | Mounting table, and plasma processing apparatus | |
| KR20160060015A (en) | Method for preparing high temperature creep resistant grounded substrate for semiconductor equipment through physical vapor deposition |