МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Факультет компьютерного проектирования
Кафедра электронной техники и технологии
Дисциплина: программно-управляемое технологическое оборудование
Контрольная работа
по предмету: «Программно-управляемое технологическое оборудование»
Выполнил: Мазаник А.Н.
ст. гр. 990241
Проверил: Телеш Е.В.
Минск, 2023
Содержание
1 Установка для жидкофазной эпитаксии 3
На качество и свойства осажденных слоев сильно влияет температура расплава, скорость остывания, свойства наносимого и покрываемого вещества, отношение объема расплава к покрываемой площади. [3] 5
2 Источники ИК-излучения 6
3 Испарительные насосы 8
Список использованных источников 10
1 Установка для жидкофазной эпитаксии
Жидкофазная эпитаксия (liquid-phase epitaxy – LPE) заключается в выращивании монокристаллического слоя из металлического расплава, насыщенного полупроводниковым материалом, рекристаллизующимся на поверхности подложки.
Жидкофазная эпитаксия позволяет получать многослойные полупроводниковые вещества и монокристаллический кремний.
Рост происходит при термическом равновесии подложки с раствором, вследствие перенасыщения раствора.
В качестве растворителя используют легкоплавкий компонент выращиваемого соединения, что снижает температуру кристаллизации, повышает чистоту выращиваемого слоя и снижает концентрацию вакансий.
Жидкость применяется в виде шихты из наращиваемого материала и металла, который легко плавиться и хорошо растворяет подложку – галлий, олово или свинец.[1]
Средой осаждения служит азот и водород или вакуум. Для вакуумной среды необходимо предварительно восстанавливать оксидные пленки, в азотно-водородной среде оксидные пленки восстанавливаются сами.
Расплав при нанесении частично растворяет подложку и устраняет возможные дефекты. Выдержав определенное время при наибольшей температуре соединение постепенно охлаждается.
Совершенствование реакторов для жидкостной эпитаксии осуществляется путем пропускания тока через выращиваемый граничный слой, при этом температура системы поддерживается постоянной.
Подобным образом выращиваются слои InSb, GaAs, InP, и т.д.
Жидкофазная эпитаксия требует от установок выполнения следующих условий:
обеспечивать большую производительность;
иметь возможность выдержки температур в ректоре 1500-1573К;
возможность поддержания инертной или восстановительной атмосферы с контролируемым содержанием кислорода (меньше 10-4%);
возможность контроля (подъема и понижения) температуры расплава со скоростью 0,1-4К/мин;
длина рабочей тепловой зоны должна быть больше 500 мм с интервалом распределения температуры от –0,25 до +0,25 градусов;
возможность вращения подложки.
Система установки для жидкофазной эпитаксии имеет конструкцию, в которую входит рабочая камера (реактор), нагревательный элемент, система контроля и регулировки температуры, система создания и поддержания вакуума, система газоснабжения, вращающаяся основа для размещения подложки с раствором.[2]
В качестве нагревательного элемента в основном используется нагревательная печь сопротивления.
Рисунок 1.1 – Установка для жидкофазной эпитаксии
Рисунок 1.2 – Схема установки для жидкофазной эпитаксии
Схема жидкофазной эпитаксии:
1 – электрическая печь,
2 – кварцевая труба,
3 – термопара,
4 – подложка,
5 – ограничитель,
6 – основной графитовый держатель,
7 – графитовый скользящий держатель раствора,
8 – толкатель
Недостатком жидкофазной эпитаксии является сложность процесса контролирования толщины, однородности и качества покрытий. Сам процесс является малопроизводительным. Поэтому газофазная эпитаксия является преимущественной перед жидкофазной, кроме случаев, когда жидкофазная эпитаксия является единственно возможным методом или для изготовления сильнолегированных слоев.
На качество и свойства осажденных слоев сильно влияет температура расплава, скорость остывания, свойства наносимого и покрываемого вещества, отношение объема расплава к покрываемой площади. [3]