close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Обзор технического и технологического развития импр.

код для вставки
молекулярные технологии
 Обзор технического и технологического развития
научно
-
производственных компаний ООО «Наноинженерия» и
ООО
«
АКВАДЖЕТ
» Холдинга
Hood
River
Fi
nland
LTD
(
HRS
Oy
.).
Первые работы разработчика и авт
ора Дрозда В.Е. в 2006 году были воплощены в установку модели УМН
-
1 для послойного синтеза из газовой фазы наноразмерных слоев широкого круга соединений
(оксидов, нитридов, сульфидов и др.) с дискретностью в один монослой вещества на полупроводниковые, ме
таллические и диэлектрические подложки.
Максимальный размер подложки обрабатываемой в этой модели составляет 200 мм. Фото 1. Установка УМН
-
1
Однако установка УМН
-
1 обладала сложной конструкцией и множеством дополнительных и, как показал опыт экспл
уатации, избыточных органов управления и настройки. Авторский коллектив под управлением В.Е. Дрозда и с участием коллектива под управлением Л.Л. Басова приступили к разрешению актуальной задачи по модернизации первой модели установки УМН
-
1. В рез
ультате совместной работы их коллективов 2009 году была создана
опытная установка МИР
-
7 модели УМН
-
2. Установка успешно прошла лабораторные испытания и была доработана до промышленного образца и в
последствии
выпущена ограниченной серией. Несколько ус
тановок этой серии были реализованы научным и производственным предприятиям РФ, их эксплуатация показала результаты
,
превышающие показатели аналогичных установок иных мировых производителей
.
Фото 2.
Внешний вид опытной установки МН УМН
-
2, 1 ±
реактор; 2 ±
управляющий компьютер; 3 ±
исполнительная электроника; 4 ±
ампулы с реагентами; 5 ±
азотная ловушка; 6 ±
баллон с инертным газом.
Фото 3. Диалоговое окно программы управления процессом МН
.
Фото 4. Серийная у
становка МИР
-
7 для синтеза оксидных слоев, в том числе для модификации структур на основе кремния, предназначенных для солнечной энергетики
.
Достигнутые результаты, воплощенные в установке Мир
-
7 модели УМН
-
2 и данные пол
ученные в процессе ее эксплуатации, утвердили нас в правильности избранного направления развития приборостроения и применяемого авторского технологического и технического решения. Однако, установка
модели УМН
-
2 выдавая результаты
превосходящие показате
ли
аналогичных установок иных производителей, имела и свои недостатки, связанные с ограничением размеров реактора, формы
и размеров обрабатываемых объектов
. Динамично развивающийся рынок производства солнечных элементов и иных структур, производимых в наноиндустрии, нуждался в более расширенном ассортименте экономичных установок, пригодных для работы с различными объектами, а также разработки процессов и технологий, необходимых для дальнейшего внедрения в серийное производство. Предугадывая пот
ребности рынка, авторской командой в 2012 году была разработана и выпущена в единичных экземплярах усовершенствованная
установка МИР
-
7 в нескольких вариантах возможной комплектации.
Фото 5. Усовершенствованный вариант установки МИР
-
7 в комплектации УМН
-
3
.1
для синтеза наноструктур методом МН. Щелевой реактор позволяет проводить обработку элементов солнечных батарей.
Установка модели УМН
-
3.1
Установка УМН
-
3.2
Фото 6. Различные типы реакторов установки МИР
-
7 верхний снимок -
щелевой
реактор УМН
-
3.1 для обработки плоских образцов большой площади; нижний снимок ±
реактор УМН
-
3.2 для обработки объемных образцов.
Установка МИР
-
7, выпускаемая серийно, предназначена для отработки промышленных технологических решений, для проведения и
сследовательских и технологических работ по разработке и изготовлению малых партий пленочных наноразмерных структур различного назначения, для синтеза оксидных слоев, в том числе для модификации структур на основе кремния, предназначенных для солнечной эне
ргетики.
Установка МИР
-
7 работает по принципам классического исполнения метода МН (ALD). Отличается от аналогов компактностью, возможностью использования реакторов различной конфигурации, малым расходом прекурсоров, оригинальным авторским способом подач
и твердых прекурсоров. Оригинальные технические и технологические решения примененные командой авторов в установках МИР
-
7 могут быть адаптированы и тиражированы для установок применяемых в серийном производстве
наноматериалов различного назначения
.
Технические характеристики установки МИР
-
7 Размер подложки -
до 150 мм или 200х250 мм Загрузка одновременная ²
до 10 пластин или до 5 пластин Температура синтеза ²
до 350 ºС Скорость нанесения сло
ев ²
до 0,3 мкм/час Равномерность толщины покрытия не хуже ²
2 % Количество прекурсоров ²
до 3 ампул Опция ²
до 6 ампул Потребляемая мощность установки ²
не более 2 кВт Напряжение питания ²
380 В/220 В/50 Гц Габариты ²
130 × 60 × 70 см Масса ²
60 кг
Стоимость установки МИР
-
7 в зависимости от модификации в 3
-
5 раз ниже, чем у ее ближайших аналогов. Вместе с тем, команда разработчиков имея большой опыт и знания в области наноинженерии осознавала, что принцип заложенный в установках МИР
-
7 не охват
ывает всех потребностей существующих у производителей синтезированных наноструктур. Анализ рынка показ
ал постоянство динамичного развития индустрия электронной промышленности, кроме того, активная позиция руководства ведущих мировых держав в области энергосберегающих технологий дает прогноз стабильно
-
высокого увеличения рынка потребления, а следовательно в
озникновения новых потребностей у игроков рынка, занятых производством солнечных элементов, преобразователей излучения, светоизлучающих структур (нитриды), энергонезависимых структур и т.д. Для производства таких структур либо применяется
,
либо персп
ективен
МН (АLD) метод, однако МН (ALD) метод в его классическом исполнении имеет существенный недостаток, заключающийся в малой скорости роста структур, что является следствием принципиально необходимой цикличности процесса. Для наращивания одного м
онослоя двухкомпонентного вещества (например оксида) необходимо выполнить ряд последовательных операций: -
продувку поверхности инертным газом (1); -
напуск первого прекурсора и его адсорбцию (2); -
откачку первого прекурсора (3); -
продувку поверхност
и инертным газом для удаления избытка первого прекурсора (4); -
напуск второго прекурсора и проведение реакции (5); -
откачку второго прекурсора (6). Для наращивания следующих монослоев циклы повторяются столько раз, сколько монослоев необходимо вы
растить. Решение задач микроэлектроники, где требуются тонкие пленки толщиной в несколько
нанометров, возможно с
на таких типах реакторов. Однако общим и непреодолимым недостатком такого типа реакторов является низкая скорость роста пленок ±
н
е более 0,2
-
0,3 мкм в час и как результат высокая стоимость получаемого изделия. При этом, путь увеличения скорости роста методом сокращения времени отдельных операций в традиционных установках имеет физические ограничения и в настоящее время его воз
можности практически исчерпаны. Решение стоящей перед производителями задачи привело авторский коллектив холдинга к выводу, что реально возможным вариантом существенного увеличения скорости роста, является такая организация процесса МН(ALD), которая, сохраняя его цикличность переводит его по сути в непрерывный процесс. Например, возможно так организовать процесс, что его последовательные операции выполняются непрерывно, но разделены пространственно, т.е. в одной зоне всегда идет операция 1, в след
ующей зоне всегда идет операция 2 и т.д. И
менно таким путем и организован
процесс скоростного роста в установк
е (прототипе) модели “Drozd
-
HR”
созданной нами в 2010 г, и в которой реализован ранее предложенный В.Е.
Дроздом вариант пространственного разделен
ия циклического процесса.
Фото 7. Внешний вид прототипа установки для скоростного МН ―
“
Drozd -
HR
”
Применение установок ускоренного роста существенно расширяет область применения метода МН (ALD). Разработанный нами оригинальный принцип реализа
ции метода МН(
ALD
) позволяет повысить скорость роста пленок более, чем на порядок (до3
-
7 мкм в час).
Достигнутые результаты и оригинальная технология вкупе являются принципиально важными для экономически рентабельного выращивания слоев полупроводниковы
х материалов, используемых для преобразования света различной длины волны в электрический сигнал. Такие материалы применяются в солнечных батареях для получения электроэнергии. Для создания приборов ночного видения двойного применения, для работы кото
рых важно улавливать и преобразовывать весь инфракрасный поток света, или особенно в длинноволновом окне прозрачности атмосферы. Применение метода возможно и для создания новых типов светоизлучающих структур. Разрешимой становится задача по разработке новы
х классов энергонезависимой памяти, основанной на более надежных принципах записи и хранения информации. Актуальной возможностью становится получение толстых слоев диэлектриков в чередовании с металлами для разработки для изготовления пленочных конденсатор
ов сверхбольшой удельной емкости.
Разрешение всех вышеуказанных задач становится достижимым и рентабельным при доработке прототипа установки ―
³
Drozd
-
HR
´
в сочетании с оригинальной методикой и авторскими технологиями научно производственных компаний
Холдинга HRS Oy до модели пригодной к серийному внедрению. Являясь состоявшимся коллективом Стартапа, мы заявляем о нашем намерении и желании в организации деятельности
,
направленной на освоение рынка
,
связанного с созданием технологий, оборудования и технологических моделей в наноиндустрии
,
и выражаем свою готовность к сотрудничеству с Венчурными инвесторами и производителями конечной продукции
, создаваемой с применением нанотехнологии. Материал
подготовлен авторами, учредителями Hood Riv
er Finland LTD В.Е. Дрозд, Л.Л. Басов. Воспроизведение и публикация статьи допускается
только
с
разрешения авторов
и
правообладателей.
Председатель правления Холдинга Научно
-
производственных компаний Hood River Finland LTD (Hood River
Syomi Oy.)
S. Chikishev. 2012/04/
06
Автор
hoodriver
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
134
Размер файла
1 111 Кб
Теги
технологическая, обзор, техническое, развития, импр
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа