УСТАНОВКА СТРУКТУРА

Установка разработана и изготовлена в рамках проекта МНТЦ № 3895 «Нанометровые структуры для топливных элементов, дисплеев и т.п.» и представляет собой установку а-уровня для промышленной реализации бесконтактной WOS (Wave Ordered Structures) технологии формирования периодических наноразмерных структур при обработке материалов ионным пучком. Сформированные таким образом периодические наноразмерные (10-100 нм) структуры имеют широкую область потенциального применения, включая производство плоских панелей дисплеев, изделий оптоэлектроники, продукции чистых энерготехнологий (солнечные и топливные элементы, литиевые батареи) и другие. В частности, таким образом может быть реализована промышленная технология получения так называемого «чёрного кремния».

Установка совмещает две взаимно-дополняющие технологии, обеспечивающие возможность создания прецизионных наноструктур на большой площади при существенно меньших затратах, чем при использовании традиционных технологий (например, литографии):

• Технологию создания нанорельефа, использующую явление самоформирования волновых упорядоченных структур (WOS) с помощью бомбардировки низкоэнергетичным ионным пучком. Такой WOS–нанорельеф используется как твёрдая маска для последующего производства требуемых структур (систем нанопроводников, канавок, квантовых источников и т.п.) с помощью традиционных технологий травления или ионного распыления.

• Ионно-пучковую технологию, адаптированную для формирования WOS–нанорельефа на большой площади.

Проект реализован при участии трёх организаций: LBNL (США), НИИЭФА (С-Петербург, РФ), Wostec, Inc. (США).

Основные подсистемы установки и их параметры:

Вакуумная камера (камера обработки), мм d = 520 х 900

- блок прогрева внутренней поверхности камеры, С 80

Водоохлаждаемый рабочий стол с возможностью

поступательного перемещения и изменения угла наклона, мм 260 х 230

- максимальный размер обрабатываемых пластин, мм 200х200

- скорость перемещения (шаговым двигателем), мм/c 0,6 – 2,4

- максимальный ход стола, мм 340

- изменение угла наклона (от нормали к

обрабатываемой поверхности), град 35 – 65

Ионный источник Tamiris 400-f (Roth&Rau AG)

- длина пучка, мм 250

- ширина пучка, мм 60 - 140

- плотность тока, мА/см2 до 2,5

- неоднородность плотности тока ±5%

- энергия ионов, эВ 500 – 3000

- генерация плазмы 2 x ЭЦР 2,45 ГГц, 1200 Вт

- нейтрализация пучка плазменный нейтрализатор

Система вакуумирования и газонапуска

- форвакуумная откачка:

безмасляный спиральный насос ISP-500 (AnestIwata), л/мин 500

- высоковакуумная откачка:

турбомолекулярный насос ТМР-1003LM (Shimadzu), л/с 1080

криогенный насос НВК250-3,2 (НТК «Криогенная техника»), л/с 2500

Система контроля

- система контроля ионного источника

- система контроля камеры обработки и параметров ионного пучка

Система технологического обеспечения

- система водяного охлаждения с замкнутым контуром

с холодопроизводительностью до 10,2 кВт

Общий вид установки

Сводные данные измерения однородности ионного пучка