К.В. Фролов - Технологии, оборудование и системы (1062200), страница 89
Текст из файла (страница 89)
Толтлипа пленки зависит от объема расплава, интервала температуры охлаждения и площади подложки, на которой происходит рост. В современных приборах выращивают за один цикл несколько слоев один за другим. В полупроводниковых лазерах с гетеропереходамк таких слоев может быть от трех до семи. Такой многостадийный процесс проводят в печах, оснащенных многоместными тппшми.
На рис. 3.1.11 представлен внешний вид установки для хщшсофазной эпитаксии на тепловой трубе "Сплав". Основные технические хар актер испши этой установки следующие: точность поддержания температуры 20,05 'С; длина рабочей зоны 250 мм; температура в рабочей зоне 600- 900 'С; точность воспроизведения рабочей температуры 20,7 'С; предельный вакуум в реакторе 7 10 4 Па, ' Для создания вмсокоомных пленок арсе- нида галлия, эпптаксиальных слоев, многослойпык метюпических контактов к пленкам л- и р-типа, слоев повьппенной адгсзионпой прочности используются вакуумные напылительные установки с импульсным лазерным испарптелем (рнс.
3.1.12). Установка включает в себя вакуумную технологическую камеру, оптическую систему, лазерный испаритель, защитную камеру, систему электропитания и управления и систему охлаждения. Основные технические характеристики этой установки следующие: предельное давление в технологической камере 10 е Па; плотность потока лазерного излучения на поверхности испарения 10З Вт/смт; длительность импульса лазерного излучения 10 з с; часгота следования импульсов 25, 50, !00 Гц; максимальное число материалов, осаждаемых в течение одного цикла на поверхность обрабатываемой подложки, - 8; температура подложки в процессе осаждения 20 - 600 С. Вакуумная камера имеет форму чечевицы с максимальным внутренним диаметром 380 мм.
Такая форма дает возможность разместить на кранике и внутри самой камеры большое число вводов и механизмов. При открывании камеры обе сиечиваеюя легкий доступ ко всем ее элементам, что облегчаег обслуживание установки. Очиспса подложек перед напылением осуществляется источником ионов с энергией 100 - 600 эВ при плотности тока до 0,5 мА/смз. На установке изготовляют многослойные омические контакты инжекционного лазера с удельным контактным сопротивлением менее 5 10 Е Ом см, а также утлеродные маски для глубокого ионного и ионно-химического травления н высокоомные изолирующие слои арсенида гюпия, сохраняющие стехиометрию исходного материала. На установке дпя лазер- ното напыления получают носители информации для магнитной записи и волноводы.
Знание морфологии, структуры, состава (фазового и химического) и свойств (механических, элекгрофизических, оптических ипи магнитных) тонких пленок, используемых в качестве покрытий шгя элементов изделий в квюповой электронике, необходимо шш эффективного управления технологическим процессом вакуумного напыления. Вакуумная технология хорошо сочетается с различными высокочувствительными методами исслелования характеристик тонкопленочной структуры.
Этз особенность вакуумной технологии позволяет проводить исследования 264 Глава 3.1. ВАКУУМНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Рве. 3.1.13. Аяахвтвке-техвевегвче:явд кеивэеке "Кевтрель-1" свойств пленки в динамике непосредспюнно в течение техиолопсчеакого процесса. Эти возмохсиоати вакуумной технологии с успехом использованы в установках малекулярнолучевой эпитакаии. Для отработки технологии осаждения тонких пленок с помощью импульсного лазерного иапарителя используют аналитикотехнологичвский комплекс "Контроль-Г (риа. 3.1.13). Он состоит из следующих основных функциональных узлов: импульсного лазерного испарителя, откачного высоковакуумного агреита, вакуумной технологической камеры, вакуумного манипулятора образцов карусельного типа, шкафа управления вакуумной системой, стойки вторичного электропитания, обеспечивающей питание и управление излучателем импульсного лазерного иапаркгеля, электронного оже-анализатора с системой питания н управления, квадрупольного фильтра масс и шкафа питания индикаторов.
Операции ионного травления и нанесения многослойных интерференционных покрытий лроводягая на оборудовании, аналогичном тому, которое применяется для этих операций в технологии производства твердотельных лазеров, с некоторой модерниэацией оснастки. Технология изготовления кольцевых лазеров базируется на процессах производства газонаполненных вакуумных приборов.
Более жесткие требования к составу изовой смеси потребовали создания специального оборудования д~и приготовления необходимого солана смеси н оснащения откачных постов квадрупольными фильтрами маса для кокгроля состава смеси непосредственно внутри прибора перед операцией его шрметизалии. Характерной особенностью сборки кольцевого лазера является использование сварных и ладных соединений разнородных миериалов: ситалл— кварц, снталл - металл. Для этого широко попользуются вакуумная диффузионная сварка н пайка в вакууме с промежуточными многослойнымн металлическими слоями. Мегаллиэация поверхностей соединяемых деталей из кварца и ситалла осуществляется на уагановках магнетронного напыления.
Для прецизионной очистки оптических поверхностей в производстве кольцевых лазеров используется многопозиционная линия отмывки и последующего вюсуумного отмжа и отжита в среде нейтрального газа с гибким технологичеаким циклом. Э.г.з. ВИДЫ И ОСНОВЫ ПОСП'ОЕИИЛ ШЛЮЗОВЫХ СИСТЕМ Вакуумная шлюзопи система - зто совокупность устройств гермепсэации, транспортирования и откачки, обеспечивающих перепал давлений и перемещение иэделий между вакуумными камерами с различным давлением.
В зависимости от степени герметизации вакуумных камер относительно друг друга шлюзовые системы раэяелшот на следующие; закрытые, имеющие уплотнители н характеризующиеся полной герметизацией вакуумных камер относительно друг друга; открытые, не имеющие уплстнителей н характеризующиеся отсутствием герметизации вюсуумных камер относительно друг друга; полуоткрытые (полузакрытые), имеюшие уплотнители и характеризующиеся частичной герметизацией вакуумных камер относительно друг друга; комбинированные, характеризующиеся сочетанием закрытых, открытых и полуоткрытых шлюзовых скатам, Закрытые шлюзовые системы. Наиболее простой вариант закрытой шлтозовой системы предстаюиег собой вакуумную шлюзовую камеру а двумя затворами, одним из которых она герметично отделена ог рабочей (вюсуумной) камеры, а другим - от атмосферы (обычно это загрузочное окно с крышкой). Внутри шлюзовой камеры имеется устройство дюг передачи изделия в рабочую камеру.
Работу шлюзовой аиаимы осушеспииют в такой последовательносгп. Сначала закрывают откачиой патрубок 5 (риа. 3.1.14, а) попозовой камеры 4, заполнюот ее воздухом до достижения атмосферного давления, а затем открывают крышку 2 и устанавливают в шлюзовую камеру изделие 3, после чего крышху зюсрыэают, Далее откачивают воздух из шлюзовой камеры до достижения давления, равного няи близкого к давлению воздуха в рабочей камере 1.
Затем открьвиют затвор б (рис. 3.1.14, б) между шлюзовой и рабочей камерами и транспортируют изделия в рабочую камеру. Обработав изделия в рабочей камере, их вьпружают в обратной последоваильности. Более влажные шлюзовые аисгемы состоят из нескольких шлюзовых камер, отделенных друг от друга герметичными затворами. Если шлюзовая 4 (рис. 3.1.14, в) и рабочая 1 камеры соединены узким каналом для транспортировки изделий 3, то дяя герметизации канала часто используют заслонки нли затворы - уплотшпельные ролики б из резины ВИДЫ И ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ШЛЮЗОВЫХ СИСТЕМ 265 ЧУ 45Р7 Гг 5 4 Риа.
3.1.14. Заарытые шаажеаые авсгемш а, б - с одной неподвижной шлюзовой хвмврай а закрытом и азхрытам наложениях; в — с дауна неподвижными шлюэавымв камерами; г - беэ шлюзовых камер; д, в - а падшсхнай лшюэавай камерой в эахрыпш и открыжш положениях; зг, э - а переносной шхюэавай камерой в закрытом в открытом положениях; и - а передвижной шлюзовая хаыврай; к, л - а передвижной шлюзовой камерой и акальзюцаы эатвараы в закрытом и открытом пааахыиаш; 1- рабачаа камера; 2- смывав крышка; 3- изделие; 4- шлюзовав камера; 5- ошачлой латрубак; 6- запюр; 7- пихиадрлчвскав углубление; 8- источник наиесвлаа пакрытва крупюго сечения.
Затвор 6 открывает и закрывает канал, на поверхности которого имеется углубление 7 цилиндрической формы, К эакрьпым шлюзовым системам относятся также устройства, в которых вакуумные камеры с различным давлением герметично разделены жидкостью, образующей жидкостный затвор б (рис.
3.1.14, г). Изделие 3 (лента или проволока) поступают в вакуумную рабочую камеру 1 через жгшхостный затвор, который расположен в канале ()-образной формы, где жидкость под действием атмосферного давления занимает разные уровни. Жидкость, применяемал югя закрытых шлюзовых систем, должна имен малое давление пар о образования, высокую плотность, малую химическую активность и низкую способность смачиваемоатн. Для устранеюш налипаюш уплотюпощей жидкости на изделие со стороны вакуумной камеры помещают жидкость с малым давлением парообразования, например вакуумное масло, образующее тонкую пленку на этом изделии. Со стороны атмосферы помещают другую защитную жидкость, которая очищает иэделие от пленки масла, следов уплотняющей 266 Глава 3.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
