close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13546

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.08.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01N 13/00
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ Cr В
ZnSe
(21) Номер заявки: a 20081674
(22) 2008.12.23
(71) Заявитель: Государственное научнопроизводственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(72) Авторы: Левченко Владимир Иванович; Барсукова Екатерина Леонидовна; Постнова Лариса Ивановна (BY)
BY 13546 C1 2010.08.30
BY (11) 13546
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научно-производственное объединение
"Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(56) Ndap J.-O. etc. Journal of Crystal
Growth, 2002.- V. 240.- P. 176-184.
BY 10929 C1, 2008.
RU 2260787 C1, 2005.
JP 6258211 A, 1994.
Ваксман Ю.Ф. и др. ФТП, 2006.- Т. 40.В. 7.- С. 815-818.
(57)
Способ определения коэффициента диффузии Cr в ZnSe, в котором напыляют Cr на
одну сторону пластины из ZnSe, отжигают пластину в вакуумированной ампуле в течение
шести часов при температуре 1043±1,0 °С, охлаждают ее до комнатной температуры, затем n раз, где n = 3-5, удаляют с указанной стороны слой пластины толщиной 60±20 мкм,
после удаления каждого слоя измеряют оптическую плотность пластины Аi и определяют
коэффициент диффузии Di из выражения
x2


x
dx
Ai = const ⋅ C 0i ∫ erfc


x1
 2 ⋅ Di ⋅ t  ,
где C0i - поверхностная концентрация Cr;
x - координата вдоль направления диффузии;
t - время процесса отжига,
и затем определяют искомый коэффициент диффузии D в соответствии с выражением
∑ Di
D=
n .
Изобретение относится к области технологических процессов в полупроводниковой
электронике и может быть использовано для определения коэффициента диффузии Cr в
ZnSe, который используется в лазерной технике в качестве генерирующих сред.
Известен способ определения коэффициента диффузии в условиях постоянной концентрации примеси [1], включающий диффузию Cr в пластину ZnSe, построение концентрационного профиля хрома путем измерения оптической плотности по толщине
BY 13546 C1 2010.08.30
пластины с шагом 10 мкм, определение коэффициента диффузии методом подбора коэффициентов в уравнении Фика.
Недостатком данного способа является трудоемкость процесса построения концентрационных профилей пластины и определения коэффициента диффузии.
Наиболее близким решением к заявляемому способу является способ определения коэффициента диффузии [2], включающий диффузию Cr в пластину ZnSe при 906 °С в течение 42 часов, удаление слоя со стороны диффузии толщиной 150 мкм и измерение
оптической плотности до и после удаления слоя пластины, определение коэффициента
диффузии по результатам первого и второго измерений оптической плотности по уравнениям, описывающим зависимость оптической плотности от коэффициента диффузии и
поверхностной концентрации примеси.
Недостатком этого способа является недостаточная точность определения коэффициента диффузии.
Задачей изобретения является увеличение достоверности и точности определения значения коэффициента диффузии Cr в пластину ZnSe.
Предложен способ определения коэффициента диффузии Cr в ZnSe, в котором напыляют Cr на одну сторону пластины из ZnSe, отжигают пластину в вакуумированной ампуле в течение шести часов при температуре 1043±1,0 °С, охлаждают ее до комнатной
температуры, затем n раз, где n = 3-5, удаляют с указанной стороны слой пластины толщиной 60±20 мкм, после удаления каждого слоя измеряют оптическую плотность пластины Аi и определяют коэффициент диффузии Di из выражения
x2


x
dx ,
Ai = const ⋅ C 0i ∫ erfc


2
⋅
⋅
D
t
x1
i


где C0i - поверхностная концентрация Cr;
x - координата вдоль направления диффузии;
t - время процесса отжига,
и затем определяют искомый коэффициент диффузии D в соответствии с выражением
∑ Di .
D=
n
Новым, по мнению авторов, является то, что процесс отжига происходит в течение 6 ч
при температуре 1043±1,0 °С, толщина удаляемого слоя составляет 60±20 мкм, процедуру
∑ Di определяют коэффициент
удаления проводят n раз, где n = 3-5, и по формуле D =
n
диффузии.
Способ осуществляется следующим образом.
Кристаллы исходного нелегированного ZnSe разрезаются на пластины толщиной 3,03,2 мм. Методом магнетронного распыления на пластину наносится пленка Cr толщиной
0,15-0,35 мкм, далее проводится термическая диффузия хрома в вакуумированных кварцевых ампулах при температуре 900-1085 °С в течение 3-48 ч. После этого печь с ампулой
охлаждают до комнатной температуры и извлекают пластину из ампулы.
С поверхности легированной пластины удаляется слой со стороны диффузии толщиной 60±20 мкм, после чего измеряется значение оптической плотности. Данная операция
повторяется n раз, где n = 3-5. Определяется коэффициент диффузии Cr после каждого
снятого слоя пластины по уравнению, описывающему зависимость оптической плотности
от коэффициента диффузии и поверхностной концентрации примеси. И по формуле
∑ Di определяют среднее значение коэффициента диффузии.
D=
n
2
BY 13546 C1 2010.08.30
Примеры конкретного выполнения способа.
В качестве исходного материала использовалась пластина ZnSe толщиной 3,2 мм. Методом магнетронного распыления в установке ионно-плазменного распыления УРМ
3.279.040 на нее наносилась пленка Cr толщиной 0,31 мкм, после чего пластину помещали
в кварцевую ампулу, откачивали до давления 5⋅10-6 Top и проводили диффузию при температуре 1043±1,0 °С в течение 6 ч. После этого печь с ампулой охлаждали до комнатной
температуры и пластину извлекали из ампулы. Снятие слоя происходило методом шлифовки и полировки пластины с двух сторон абразивными порошками M28, M10, M5 и M1.
Измерение оптической плотности образца проводилось на спектрофотометре CARY-500.
После первого измерения оптической плотности легированной пластины со стороны диффузии снимался слой толщиной 50±5 мкм, после чего образец опять полировался и опять
снимался спектр оптической плотности.
Определяли коэффициент диффузии хрома по результатам измерений оптической
плотности по уравнениям, описывающим зависимость оптической плотности от коэффициента диффузии и поверхностной концентрации примеси. Значение коэффициента диффузии составило 1,4-10-8см2/с.
Преимуществом заявленного способа определения коэффициента диффузии по сравнению с прототипом является то, что он обеспечивает получение значения коэффициента
диффузии с меньшей погрешностью измерений и позволяет получить среднее значение
коэффициента диффузии при проведении измерений на одном образце, что в свою очередь уменьшает временные затраты и трудоемкость процесса определения коэффициента
диффузии.
Источники информации:
1. Ваксман Ю.Ф., Павлов В.В., Ницук Ю.А., Пуртов Ю.Н., Насибов А.С., Шапкин П.В.
Оптическое поглощение и диффузия хрома в монокристаллах ZnSe // Физика и техника
полупроводников. - 2005.- Т. 39. - № 4. - С. 401-404.
2. Ndap J.-O., Chattopadhyay К., Adetunji O.O., Zelmon D.E., Burger A. Thermal diffusion
of Cr2+ in bulk ZnSe // J. Crystal Growth. - 2002. - Vol. 240. - P. 176-184.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
80 Кб
Теги
by13546, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа