МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра МЭПУ
ОТЧЕТ
По преддипломной практике
Выполнил: Проверили:
Ст.гр. МН 10-1 Бородин А. В.
Левченко А. В. Гуд Ю. И.
Харьков 2014
Реферат
Пояснительная записка: 14с., 8 рис. 5 источников.
В данной работе описаны принципы осуществления высоколокального СВЧ нагрева полупроводников и диэлектриков, используя импульсный режим СВЧ питания с целью их модификации (локальное перелегирование и термическое окисление кремния, локальная рекристаллизация и отжиг различных материалов) для дальнейшего применения в микроэлектронике. Графически изображены зависимости пространственно-временного распределения температуры в объекте под ближнеполевым СВЧ высоколокальным зондом. Также исследовано влияние импульсного питания СВЧ излучения на кинетику температуры в разогреваемом объекте.
Целью работы является решение проблемы установления необходимого уровня температуры, поддержания его в заданный промежуток времени при требуемой локальности путём установления наиболее эффективного режима питания.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, РЕЗОНАТОР, СКВАЖНОСТЬ, ТЕМПЕРАТУРА, КРЕМНИЙ.
Содержание
Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
4 |
1. Устройство для СВЧ нагрева полупроводинков. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
2. Распределение поля при использовании разных видов зондов. Киннетика роста температуры при постоянном СВЧ питании . . . . . . . . . . |
7 |
3. Импульсный режим СВЧ излучения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
9 |
Выводы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
13 |
Список использованной литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
14 |
Введение
Использование энергии СВЧ электромагнитного поля для нагревания различных сред широко известно и всесторонне исследовано [1]. Как правило, перед разработчиками различных направлений практического использования этого метода стояли задачи обеспечения пространственно однородного СВЧ нагрева. Задача локализации возникала реже и имела макроразмерный характер. Микроразмерный разогрев может стать актуальным в интересах модификации микрообъектов и, в особенности при микро- и нанотехнологиях для микро- и наноэлектроники [2].
В работах [3] впервые экспериментально осуществлен СВЧ локальный разогрев различных материалов с целью сверления малоразмерных отверстий в них, а в [4] впервые показана возможность перелегирования кремния СВЧ локальным полем. Эти работы дают основание считать реальной перспективу использования указанных источников СВЧ излучения в технологии микро- и наноэлектроники.
В данной работе освещена задача подбора наиболее эффективного режима импульсного СВЧ питания с целью установления определённого уровня температуры при поддержании высокой степени локальности в нужный промежуток времени.
1. Устройство для свч нагрева полупроводинков
На рисунке 1.1 отображена функциональная схема используемого прибора для СВЧ нагрева полупроводников и диэлектриков.
Рисунок 1.1 — Функциональная схема устройства для высоколокального СВЧ нагрева полупроводников и диэлектриков
Этот прибор состоит из системы позиционирования объекта, блока СВЧ питания и самого нагревателя. Система позиционирования это, по сути, координатный стол, обладающий высокой точностью похиционирования и шагом передвижения порядка микрометра. Блок СВЧ состоит из: аттенюатора; генератора СВЧ колебаний; модулятора, модулирующего СВЧ излучение необходиммым образом (форму питания Г СВЧ); блока управления модулятором; ПК, анализирующего полученные данные; блока контроля СВЧ питания, который одновременно контролирует работу аттенюатора и измеряет такие параметры системы генератор-нагреватель-объект, как резонансная частота и добротность.
Сам нагреватель представляет собой коаксиальный четвертьволновый конусный резонатор, который изображён на рисунке 1.2.
а) б)
Рисунок 1.2 — Схематическое изображение нагревателя(а) и его фотографии(б)
Благодаря данному резонатору осуществляется согласование между генератором и объектом, а также концентрирует поле в малой области, что локализирует нагрев, благодаря тому, что его центральный проводник оканчивается миниатюрным зондом микронного размера [3].