Ещё один метод — DeleCut. Это модификация метода Smart Cut, которая позволяет существенно снизить температуру отжига и концентрацию радиационных дефектов в структурах КНИ, уменьшить толщину отсечённого слоя кремния и переходного слоя между слоем КНИ и скрытым окислом. Одновременно достигается увеличение однородности толщины слоёв КНИ и диэлектрика до нескольких нанометров.

8. Уровни вакуума. Способы получения вакуума.

Уровни вакуума:

средний вакуум: от 133,3 Па до 0,1333 Па;

высокий вакуум: от 0,1 Па до 10-5 Па;

сверхвысокий вакуум: от 10-5 Па.

Создание вакуума:

В основу получения вакуума могут быть положены два принципа первый — удаление газа из откачиваемого сосуда за пределы вакуумной системы, второй — связывание газа в вакуумной системе.

Первый принцип реализуется в вакуумных насосах, где происходит перемещение газа за счет приложения к нему механических сил в некотором месте вакуумной системы, откуда газ выталкивается. При этом перемещение массы газа можно производить периодически, отдельными порциями, и непрерывно.

На втором принципе основан способ связывания газа путем сорбции, химических реакций или конденсации обычно в замкнутой вакуумной системе.

Создание высокого вакуума:

откачка вакуумными насосами;

адсорбция газов;

вымораживание газов

Условия вакуума влияют на рост пленок следующим образом. Во-первых, если вакуум недостаточно высокий, заметная часть частиц,

летящих из источника потока, встречает молекулы остаточного газа и в результате столкновения с ними рассеивается, т.е. теряет первоначальное направление своего движения и не попадает на подложку. Это существенно снижает скорость нанесения пленки на подложку.

Во-вторых, остаточные газы в рабочей камере, поглощаемые растущей на подложке пленке в процессе ее роста, вступают в химические реакции с наносимым веществом, что ухудшает электрофизические параметры пленки (повышается ее сопротивление, уменьшается адгезия, возникают внутренние напряжения и др.).

Таким образом, чем ниже вакуум и чем больше в остаточной атмосфере вакуумной камеры примеси активных газов, тем сильнее их отрицательное влияние на качество наносимых пленок, а также на производительность процесса. Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники.

9. Приборы для измерения уровня вакуума.

Часто в качестве измеряемого параметра, характеризующего степень вакуума в системе, используют общее давление газа. Приборы для измерения вакуума можно разделить на две группы. Манометры первой группы измеряют давление непосредственно как силу, с которой газ воздействует на единицу площади. В них используются такие явления, как упругая деформация мембраны или перепад уровней жидкости в двух сообщающихся трубках. Эти приборы измеряют давление независимо от состава газа. Не применимы для области высоко вакуума. Приборы второй группы измеряют некие физические параметры газа, функциональная зависимость которых от его плотности хорошо известна, например, теплопроводность или степень ионизации.

1)Манометры для низкого и среднего вакуума (стр 316)

Простые U образные трубки, подсчет давления. Манометры с диафрагмой.

2)Манометр Маклеода. (стр 319) используется закон Бойля-

Мариотта.

3)Тепловые манометры (стр320) При небольших давлениях, при которых средняя длина свободного пробега превышает расстояние между противоположными стенками камеры, передача тепла от горячего тела к холодному становится пропорциональной давлению газа.

Обычно эти манометры содержат в себе одну или более нагреваемых электрическим током нитей, температура которых определяется балансом

выделяемой энергии и потерь тепла за счет передачи его окружающим стенкам. Температура нити как индикатор давления газа может измеряться либо непосредственно с помощью термопары, либо косвенно, путем измерения сопротивления нити (Манометры сопротивления типа Пирани)

Терморезисторные вакуумметры (манометр Пирани) – принцип работы вакуумметра Пирани основан на том, что теплоотдача металлов убывает с уменьшением давления, а сопротивление металлов увеличивается, прямо пропорционально температуре.

Термопарные манометрические лампы – зависимость теплоотдачи от давления. При увеличении теплопроводности газа с давлением ЭДС, создаваемая термопарой, соответственно уменьшается. Эта зависимостьнелинейна, но величина давления может быть получена непосредственно из показаний предварительно откалиброванного амперметра с подвижной рамкой.

4) Манометры для высоко и сверхвысокого вакуума. Все измерения давления ниже 10-3 мм. рт. ст. основаны на явлении ионизации остаточных газов.

Инжекция электронов с энергиями, превыщающими потенциал ионизации газа, т.е. свыше 50 эВ. (стр.323)

Ионизационные лампы – зависимость ионизационного тока от уровня вакуума.

ИЛ с термокатодом. (стр 324) Работа этих манометров основана на ионизации молекул остаточных газов электронами, летящими от накаленного катода, а мерой давления служит ионный ток, измеряемый при постоянстве тока эмиссии катода.

ИЛ с ненакаливаемым катодом. (стр 328) Ионизация происходит в тлеющем разряде, ток положительных ионов которого и контролируется.

ИЛ представляет собой стеклянную колбу 7 с трубкой 8 для присоединения к вакуумной системе и тремя впаянными в нее электродами: катодом 1, анодом 2 и коллектором ионов 3 в виде охватывающего цилиндра, имеющего по отношению к катоду отрицательный потенциал; 4, 5 и 6 - выводы соответственно катода, анода и коллектора.

10.Форвакуумные насосы.

Форвакуумный насос, в первую очередь предназначен для

производить откачку жидкостей, газов и парогазовых смесей с определенных емкостей. Особенность данного вида насосов заключается в экономии энергии, что никаким образом не мешает в создании уровня высокого вакуума. Для откачки для высокого и сверхвысокого вакуума лучше применять

камеры достаточно герметично, в узкой части образуемого серповидного пространства рабочей камеры происходит сжатие газа, который затем выводится через выпускное отверстие. В масляных вариантах пластинчато-

роторных насосов предусмотрено поступление масла в камеру и смазывание деталей агрегата, а также его охлаждение. Безмасляные виды насоса будут нагреваться значительно быстрее.

Роторно-поршневой насос. Бывает радиального и аксиального типов.

Конструкция роторно-радиальных поршневых насосов напоминает звезду, а

аксиальных – барабан. В радиальных моделях при вращении ротора внутри рабочей камеры создаются насосные полости, благодаря которым происходит сжатие газа. У аксиальных насосов поршни располагаются параллельно оси вращения ротора.

Золотниковый (плунжерный) насос. В цилиндре происходит вращение эксцентрика, на который надет плунжер. Последний скользит по внутренней поверхности рабочей камеры (цилиндра), перемещая,

находящийся в полости газ, сжимая его и выталкивая через выхлопной клапан,

находящийся под слоем масла. Прямоугольная часть плунжера свободно скользит в золотнике, поворачивающегося в гнезде корпуса.

Винтовой насос. Вытеснение и сжатие газа происходит за счет того, что винтообразный ротор вращается внутри статора, имеющего соответствующую форму. Благодаря винтовым выступам, вдоль оси ротора образуются винтовые канавки, создающие замкнутые пространства, поэтому перекачиваемый поток движется только в одном направлении. Газ постепенно сжимается и удаляется через выпускной клапан. В зависимости от конструкции, винтовые насосы могут иметь 1,2 и более винтов.

Насос Рутса. Внутри рабочей камеры находятся 2 ротора восьмиобразной формы, один из них вращается по часовой стрелке, а другой против. Благодаря герметичности агрегата и вращению пластин, рабочий цикл агрегата проходит в 4 этапа: всасывание, отсечка полости, сжатие газа и его выведение.

Спиральный насос. Состоит из 2-х спиралей, размещенных внутри рабочей камеры. Одна спираль неподвижна, а вторая совершает движения по заданной орбите таким путем, чтобы между их витками образовывались серповидные пространства. Двигаясь в этих пространствах по направлению к центру, газ сжимается и удаляется наружу.

Принцип работы: Работает данный насос благодаря созданию предварительного разрежения, которое позволяет начать рабочий процесс.

Работает данный насос благодаря созданию предварительного разрежения,

которое позволяет начать рабочий процесс. Далее в дело вступают внутренние лопасти форвакуумного насоса, которые производят перекачку жидкости из одного отсека в другой. Проделывается это все под воздействием высокого уровня вакуума, что собственно и позволяет добиваться столь высоких показателей производительности. Форвакуумные насосы работают на основе воздушного охлаждения, позволяющего держать устройство в определенных температурных рамках, дабы он не поддавался серьезным перегревам.