Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники»
Кафедра электронной техники и технологии
Вариант № 17
Контрольная работа №2
По дисциплине
«Программно-управляемое технологическое оборудование»
Выполнил: с-т группы 990241
Тарасевич Е.А.
Проверил: ст. преподаватель кафедры ЭТТ
Телеш Е.В.
Минск 2023
Содержание
1.Кварцевая камера для БТО……………………………………………………………………..3
2.Устройство и принцип действия термопарного преобразователя…………………………...5
3.Ионные насосы………………………………………………………………………………….7
Список использованных источников…………………………………………….10
1.Кварцевая камера для бто
Оборудование для быстрого термического отжига (БТО) является разновидностью ИК-нагрева и бурно развивается в течение последних десятилетий благодаря своим преимуществам:
индивидуальная обработка пластин;
широкий диапазон термического цикла;
высокая скорость нагрева (30-300 К/с);
широкий диапазон рабочих температур (473-2273 K);
высокая чистота процесса – реактор с «холодной» стенкой;
воспроизводимость и равномерность обработки;
малые габариты, вес, потребляемая мощность, стоимость;
высокая производительность
Быстрый термический отжиг – это процесс поштучной термообработки полупроводниковых пластин, протекающих в диапазоне длительностей отжига от единицы до десятков секунд, при этом максимальная температура отжига задается в диапазоне от 573 до 1673 К, а скорость нагрева в пределах от 50 до 300 К/с. Характерной особенностью БТО является использование для нагрева мощного источника некогерентного электромагнитного излучения – обычно галогенных ламп накаливания. [1]
На рис. 1.1 приведена типовая температурно-временная характеристика установок БТО.
Рисунок 1.1 - Типовая температурная характеристика для установок БТО
Конструкция большинства современных установок термической обработки в своем составе нагревательный элемент на основе галогенный лам накаливания. Подобные нагревательные элементы обладают низкой инерционностью и позволяют достичь скорости нагрева образца 40 К/с и более. Низкая инерционность таких источников излучения также позволяет реализовать пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) закон для прецизионного управления процессом температурной обработки.
На рис. 1.2 приведена конструкция кварцевой камеры для БТО.
Рисунок
1.2 - Кварцевая камера БТО:
1 – вольфрамовые галогеновые лампы; 2 – полупроводниковая пластина;
3 – кварцевая труба; 4 – кварцевый поддон; 5 – пирометр; 6 – отражатель.
Применение БТО:
эпитаксия;
отжиг после ИИ;
формирование мелких p-n-переходов;
получение силицидов, оксидов, нитридов;
выжигание омических контактов;
оплавление стекла БСС, ФСС для СБИС и УБИС. [2]
2.Устройство и принцип действия термопарного преобразователя
Тепловые преобразователи в зависимости от способа измерения температуры делятся на термопарные и преобразователи сопротивления.
Рисунок 2.1 – Схема термопарного преобразователя
В термопарном преобразователе (рисунок 2.1) температура нити 1
измеряется термопарой 2. Электроды расположены в стеклянном или металлическом баллоне 3, имеющем патрубок для подключения к вакуумной системе.
ТермоЭДС термопары измеряется милливольтметром, ток накала нити регулируется реостатом и измеряется миллиамперметром.
Оба преобразователя могут работать как в режиме постоянного тока накала, так и в режиме с постоянной температурой нити.
Преимуществом тепловых преобразователей является то, что они измеряют общее давление всех газов и паров, присутствующих в вакуумной системе, и обеспечивают непрерывность измерения давления. Инерционность показаний, связанная с тепловой инерцией нити, изменяется от нескольких секунд при низких давлениях до нескольких миллисекунд при высоких давлениях.
Тепловые преобразователи как приборы для относительных измерений давления обычно градуируются по компрессионному манометру. Диапазон рабочих давлений 5*103 ...10-1 Па. [3]
Принцип термопарного вакуумметра состоит в том, что величина охлаждения термопары, помещенной в вакуумном пространстве и нагреваемой непосредственно протекающим электрическим током, является функцией давления газа окружающего и охлаждающего термопару. В силу этого изменение охлаждения термопары проявляется как изменение ее электрического сопротивления, измеряемого милливольтметром в мостовой схеме.
Точность измерения давления термопарным вакуумметром существенно зависит от правильного подбора тока накала подогревателя. Калибровка термопарной лампы (установка тока подогревателя), подбирается таким образом, чтобы стрелка милливольтметра точно совпадала с последним делением шкалы. При этих условиях согласно градуировочной кривой термопарного манометрического преобразователя можно по показаниям милливольтметра определить давление в вакуумной системе.
Преимуществом тепловых преобразователей является то, что они измеряют общее давление всех газов и паров, присутствующих в вакуумной системе, и обеспечивают непрерывность измерения давления.
Существенным недостатком тепловых вакуумметров является изменение тока накала нити с течением времени, что требует периодической проверки тока накала. Недостатком также можно считать и их относительную инерционность, т.е. задержку отсчета во времени при быстром изменении давления. Существенное влияние на погрешность измерения тепловыми вакуумметрами оказывает колебание температуры окружающей среды. [4]