×
11.06.2018
218.016.613e

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК ТЕЛЛУРИДА КАДМИЯ МАГНЕТРОННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения тонких пленок теллурида кадмия. Способ включает предварительный подогрев поверхности распыляемой мишени из теллурида кадмия до заданной температуры и ее магнетронное распыление на постоянном токе. Поверхность мишени предварительно нагревают до температуры 156-166°C посредством нагревателя, который размещают над поверхностью мишени на расстоянии 70 мм. Поддерживают указанную температуру в процессе распыления мишени. Сначала нагреватель размещают вне зоны поверхности мишени и по достижении температуры нагревателя 200°C и тока разряда 4 мА его перемещают и устанавливают над поверхностью мишени. Предварительный нагрев мишени приводит к интенсификации термоэлектроннной эмиссии. При предварительном нагреве до температуры 166°C поверхности мишени из теллурида кадмия, расположенной на поверхности магнетрона, конструкция которого предусматривает ее водяное охлаждение, с последующим поддержанием ее в интервале от 156°C до 166°C. Нагрев мишени осуществляют путем включения и выключения нагревателя. При магнетронном распылении на магнетрон подают напряжение 600 В при давлении аргона 2 Па и токе разряда 4 мА. В результате получают высококачественные пленки с высокой скоростью роста. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к отрасли получения тонких пленок и направлен на повышение эффективности процесса распыления пленок полупроводников магнетронами на постоянном токе.

Принцип работы магнетрона на постоянном токе, предназначенного для распыления материалов с целью получения тонких пленок, основан на бомбардировке мишени ускоренными в постоянном магнитном поле ионами, которые возникают в плазме самостоятельного тлеющего разряда. Условием возбуждения самостоятельного тлеющего разряда является эффективная вторичная эмиссия электронов с поверхности катода, которая обеспечивается использованием в качестве катода материалов с низкой энергией работой выхода электрона. Поскольку металлы имеют низкую работу выхода электронов, то для них эффективна вторичная эмиссия электронов, реализуемая при достаточно низких напряжениях, прикладываемых между анодом и катодом, и давлениях рабочего газа. В результате это позволяет достигать плотностей ионного тока, достаточных для обеспечения скоростей роста, необходимых для реализации промышленных технологий получения тонких металлических пленок.

Для материалов с высокой работой выхода электронов, к которым относятся большинство полупроводников и диэлектриков, характерна низкая эмиссия электронов. Соответственно при реализации метода распыления на постоянном токе для полупроводниковых материалов наблюдаются низкие плотности ионного тока, не позволяющие реализовать получение тонких пленок полупроводников в промышленных масштабах.

Известно решение (патент США US 006365009B1 от 02.04.2002), обеспечивающее увеличение производительности магнетронного распыления за счет повышения скорости распыления полупроводниковых материалов, используется магнетрон специальной конструкции, в котором одновременно реализуется комбинация методов высокочастотного распыления и распыления на постоянном токе.

Недостатком такого решения является его высокая стоимость, поскольку реализация метода высокочастотного магнетронного распыления требует применения сложных и дорогих импульсных источников питания. Кроме того, реализация двух существенно различающихся методов распыления в одном магнетроне существенно усложняет систему управления такой производственной установкой и снижает надежность работы системы в целом.

Также известно решение (патент Японии JP 2003-253440 от 10.09.2003), в котором для распыления полупроводниковых материалов используется источник плазмы на основе электронной пушки с горячим катодом, обеспечивающим ионизацию атомов рабочего газа за счет эффекта термоэлектронной эмиссии и не зависящим, таким образом, от материала распыляемой мишени, что позволяет эффективно распылять диэлектрические и полупроводниковые материалы.

Недостатком такого решения является усложнение конструкции и, следовательно, удорожание установки для распыления за счет необходимости наличия в вакуумной камере дополнительного источника электронов, тогда как в случае магнетронного распыления эмиссия электронов для ионизации рабочего газа обеспечивается непосредственно из распыляемой мишени.

Прототипом, наиболее близким к предлагаемому решению, можно считать (патент США US 6454910 B1 от 24.09.2002) усовершенствованный способ магнетронного распыления, в котором для эффективного распыления полупроводниковых материалов магнетрон постоянного тока дополнен отдельным источником ионов, расположенным так, что пучок ионов, исходящий из него, направлен на распыляемую мишень. Наличие такого дополнительного источника ионов позволяет увеличить плотность тока разряда при магнетронном распылении и, следовательно, усилить интенсивность распыления мишени из полупроводникового или диэлектрического материала.

Недостатком такого способа является наличие в вакуумной камере отдельного источника ионов, требующего отельной системы электропитания и управления, согласованной с аналогичными системами основного магнетрона, что усложняет конструкцию установки и увеличивает ее стоимость. Также расположение дополнительного источника ионов возле распыляемой мишени приводит к попаданию на элементы его конструкции распыляемого материала, что приводит к необходимости дополнительного технического обслуживания для очистки деталей источника ионов.

Задача, на решение которой направлен заявленный способ, заключается в увеличении плотности тока разряда при магнетронном распылении сульфида и теллурида кадмия на постоянном токе за счет использования явления термоэлектронной эмиссии, обеспечивающего усиление ионизации рабочего газа.

Данная задача решается за счет интенсификации термоэлектронной эмиссии при предварительном нагреве поверхности мишени из теллурида кадмия до температуры 166°C и последующем поддержании ее в интервале от 156°C до 166°C, для которого увеличение тока разряда за счет термоэлектронной эмиссии превосходит эффект снижения тока разряда из-за роста вероятности упругих столкновений ионов рабочего газа с поверхностными атомами мишени, а нагрев мишени осуществляется с помощью нагревателя, размещаемого над поверхностью магнетрона с использованием автоматизированного устройства отрицательной обратной связи на основе микроконтроллера, управляющего нагревателем и обеспечивающего стабилизацию тока разряда с точностью ±2 мА при неизменном напряжении на магнетроне и давлении аргона.

Предложенный способ получения пленок теллурида кадмия магнетронным распылением на постоянном токе имеет следующие отличительные особенности:

- для увеличения тока разряда используется ионизация рабочего газа за счет явления термоэлектронной эмиссии из распыляемой мишени;

- интенсификация термоэлектронной эмиссии осуществляется путем предварительного нагрева поверхности распыляемой мишени до 166°C с помощью нагревателя, размещаемого над поверхностью распыляемой мишени;

- после предварительного нагрева температура поверхности распыляемой мишени теллурида кадмия поддерживается в интервале от 156°C до 166°C, для которого увеличение тока разряда за счет термоэлектронной эмиссии превосходит эффект снижения тока разряда из-за роста вероятности упругих столкновений ионов рабочего газа с поверхностными атомами мишени;

- стабилизация тока разряда с точностью ±2 мА при неизменном напряжении на магнетроне и давлении аргона осуществляется за счет контроля интенсивности термоэлектронной эмиссии из распыляемой мишени по величине тока разряда путем включения и выключения нагревателя с помощью автоматизированного устройства отрицательной обратной связи на основе микроконтроллера;

- нагреватель до момента разогрева находится не над поверхностью мишени, а после достижения температуры нагревателя 200°C и тока разряда источника ионов до 4 мА нагреватель перемещается и устанавливается над поверхностью мишени теллурида кадмия на расстоянии 70 мм.

Для интенсификации явления термоэлектронной эмиссии при магнетронном распылении теллурида кадмия на постоянном токе для получения дополнительных электронов можно применить нагреваемый катод, который бы имитировал электроны в основном посредством термоэлектронной, а не вторичной эмиссии.

На Фиг. 1 изображена последовательность запуска процесса распыления мишени. На Фиг. 1А изображен исходный вид 1 - внешний нагреватель мишени (используется и для нагрева подложки); 2 - мишень теллурида кадмия. Охлаждение мишени осуществляется путем теплопроводности металлического корпуса и магнита, который непосредственно охлаждается водой.

На Фиг. 2 изображена зависимость тока разряда от времени после того, как разогретый нагреватель устанавливается над поверхностью мишени теллурида кадмия.

Пример 1. При реализации режима одновременно с началом нагрева (Фиг. 1Б) подложки, которая находилась в стороне от магнетрона (Фиг. 1А) на магнетрон подавалось напряжение V=600 В при Рарг=2 Па (так называемая тренировка мишени). Температура предварительного нагрева мишени составляла 200°C, расстояние от мишени до нагревателя 70 мм. При достижении тока разряда до 4 мА без прерывания разряда магнетрона подложка была переведена в положение над мишенью (Фиг. 1В). Температура на нагревателе поддерживается постоянной до увеличения тока разряда 60 мА, что соответствует 156°C на поверхности мишени и считается началом процесса распыления (Фиг. 1Г). Дальнейшее увеличение тока разряда до 85 мА свидетельствует о достижении температуры 166°C. Далее процесс поддерживается в интервале токов разряда 60-85 мА (что соответствует интервалу 156-166°C) за счет включения и выключения нагревателя с помощью автоматизированного устройства отрицательной обратной связи на основе микроконтроллера (зависимость тока разряда от времени во время всего процесса продемонстрировано на Фиг. 2).

Работоспособность предлагаемого способа проверена в серии экспериментов.

Таким образом, данный способ позволяет увеличить плотность тока разряда при магнетронном распылении теллурида кадмия на постоянном токе без внесения существенных изменений в конструкцию типичных установок магнетронного распыления.


СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК ТЕЛЛУРИДА КАДМИЯ МАГНЕТРОННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК ТЕЛЛУРИДА КАДМИЯ МАГНЕТРОННЫМ РАСПЫЛЕНИЕМ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-8 из 8.
13.01.2017
№217.015.8c6a

Способ для отбора пленок нефти и нефтепродуктов с поверхности воды и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области аналитических исследований пленок из нефти и нефтепродуктов и может применяться для определения состава нефти и нефтепродуктов в природных водоемах. Устройство выполнено в виде полого цилиндра 1 с пробкой 6 из инертного материала и наконечника 4, в котором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604843
Дата охранного документа: 10.12.2016
10.05.2018
№218.016.3b94

Адаптивная система с эталонной моделью для управления летательным аппаратом

Адаптивная система с эталонной моделью для управления летательным аппаратом, содержащая два сумматора, три блока умножения, три интегратора, корректирующее звено, блок сравнения, блок алгоритмов самонастройки, эталонную модель, датчики угла поворота, угловой скорости и линейного ускорения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647405
Дата охранного документа: 15.03.2018
09.08.2018
№218.016.796f

Генератор амплитудно-модулированных сигналов

Изобретение относится к радиотехнике. Технический результат состоит в повышении мощности генерации амплитудно-модулированных сигналов (ГАМС). Для этого на управляющие переходы мощных силовых транзисторов подаются сигналы двух различных частот, например несущая 500 кГц и модулирующая 50 Гц...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663228
Дата охранного документа: 02.08.2018
20.12.2018
№218.016.a9b8

Способ изготовления базовых слоев гибких фотоэлектрических преобразователей на основе cdte в квазизамкнутом объеме

Изобретение относится к технологиям формирования базовых слоев тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) на основе CdTe. Способ изготовления в квазизамкнутом объеме базовых слоев гибких фотоэлектрических преобразователей на основе CdTe, в котором расстояние от зоны испарения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675403
Дата охранного документа: 19.12.2018
09.02.2019
№219.016.b8e3

Устройство для отбора пленок нефти и нефтепродуктов с поверхности воды

Изобретение относится к области аналитических исследований пленок из нефти и нефтепродуктов, в частности к методам отбора проб для последующих анализов и контроля поверхностной концентрации. Устройство для отбора пленок нефти и нефтепродуктов с поверхности воды содержит пробоотборник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679232
Дата охранного документа: 06.02.2019
28.06.2019
№219.017.998c

Силовой преобразователь

Изобретение – силовой преобразователь (СП) относится к устройствам, способным работать в условиях, когда нагрузка, подключенная к его выходу, может изменяться в очень больших пределах (практически от короткого замыкания до холостого хода). При проведении некоторых технологических процессов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692687
Дата охранного документа: 26.06.2019
08.11.2019
№219.017.df21

Стенд для испытаний и калибровки датчиков массового расхода воздуха автомобилей

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при испытаниях и калибровке датчиков массового расхода воздуха автомобилей, оборудованных микропроцессорной системой управления двигателем внутреннего сгорания. Стенд для испытаний и калибровки датчиков массового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705324
Дата охранного документа: 06.11.2019
04.05.2020
№220.018.1aeb

Способ получения мицеллярных комплексов меди (ii) с использованием неионогенных поверхностно-активных веществ (пав)

Изобретение относится к коллоидным системам и растворам. Получаемые предложенным способом мицеллярные комплексы могут быть использованы в рецептуре косметических профилактических средств, обладающих фунгицидным и антисептическим действием, в приготовлении составов с фунгицидным и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720516
Дата охранного документа: 30.04.2020
Показаны записи 1-10 из 13.
27.08.2013
№216.012.6343

Несъемный комбинированный зубной протез с полиуретановым каркасом и способ его изготовления

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к ортопедической стоматологии. Предложен несъемный комбинированный зубной протез, содержащий полиуретановый каркас с нанесенным на него облицовочным покрытием, при этом каркас выполняют из полиуретановой композиции, содержащей изоцианат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491048
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.08.2014
№216.012.e934

Кювета зуботехническая

Кювета зуботехническая относится к ортопедической стоматологии и может быть использована для изготовления съемных зубных протезов. Кювета зуботехническая содержит разборный корпус, выполненный в виде симметрично расположенных относительно друг друга и сжатых между собой посредством резьбового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525508
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.12.2015
№216.013.988c

Способ получения композитного материала системы углерод-никель

Изобретение относится к электродной и химической промышленности и может быть использовано при изготовлении электродов, магнитных сенсоров, катализаторов. Композитный материал системы углерод-никель получают путем нанесения металлического активного компонента в виде раствора азида никеля на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570672
Дата охранного документа: 10.12.2015
13.02.2018
№218.016.2079

Способ изготовления фотодетектора с ограниченным диапазоном спектральной чувствительности на основе массива наностержней оксида цинка

Изобретение относится к оптоэлектронным приборам, в частности к нанотехнологиям солнечно-слепых фотодетекторов ближнего ультрафиолетового излучения (БУФИ) на основе 1D наноструктурированного оксида цинка. Изобретение обеспечивает повышение спектральной чувствительности солнечно-слепого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641504
Дата охранного документа: 17.01.2018
29.05.2018
№218.016.544e

Способ определения остаточного ресурса трубопровода

Изобретение относится к диагностике трубопроводов для оценки их остаточного ресурса. Способ определения остаточного ресурса трубопровода может быть применен для определения остаточного ресурса трубопровода в напорных трубопроводах круглого сечения. Исходными данными для определения остаточного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654154
Дата охранного документа: 16.05.2018
20.12.2018
№218.016.a9b8

Способ изготовления базовых слоев гибких фотоэлектрических преобразователей на основе cdte в квазизамкнутом объеме

Изобретение относится к технологиям формирования базовых слоев тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) на основе CdTe. Способ изготовления в квазизамкнутом объеме базовых слоев гибких фотоэлектрических преобразователей на основе CdTe, в котором расстояние от зоны испарения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675403
Дата охранного документа: 19.12.2018
27.04.2019
№219.017.3dd7

Инсектицидное изделие из отходов шишек сибирской кедровой сосны

Изобретение относится к области производства инсектицидных изделий. Инсектицидное изделие содержит отходы переработки шишек сибирской кедровой сосны, функциональные добавки, красители, ароматические вещества, ингредиенты для борьбы с насекомыми. Функциональные добавки представляют собой торф...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685734
Дата охранного документа: 23.04.2019
04.06.2019
№219.017.735f

Способ калибровки датчиков массового расхода воздуха автомобилей

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при калибровке датчиков массового расхода воздуха автомобилей, оборудованных микропроцессорной системой управления двигателем внутреннего сгорания. Калибровку осуществляют следующим образом: эталонный и проверяемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690229
Дата охранного документа: 31.05.2019
27.07.2019
№219.017.b9f8

Централизованная микропроцессорная система релейной защиты, автоматики и сигнализации с дистанционным управлением

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, автоматики и сигнализации. Техническим результатом является упрощение развертывания, масштабируемости, а также повышение скорости передачи информации в распределительных устройствах (РУ) электроэнергетических установок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695634
Дата охранного документа: 25.07.2019
08.11.2019
№219.017.df21

Стенд для испытаний и калибровки датчиков массового расхода воздуха автомобилей

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при испытаниях и калибровке датчиков массового расхода воздуха автомобилей, оборудованных микропроцессорной системой управления двигателем внутреннего сгорания. Стенд для испытаний и калибровки датчиков массового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705324
Дата охранного документа: 06.11.2019
+ добавить свой РИД