Характеристика

Стенд - имитатор (рис.) предназначен для наземной имитации технологической зоны в космическом пространстве за защитным молекулярным экраном, и для проверки работоспособности технологических элементов, проведения их испытаний, настройки и градуировке, а также для отработки алгоритмов и циклограмм проведения технологических процессов получения многослойных полупроводниковых наноструктур в условиях полёта орбитальной станции МКС. Стенд содержит вакуумную камеру (1), в которую загружается контейнер с барабанным механизмом (2) для крепления и нагрева подложек диаметром до 100 мм. Камера снабжена блоком предварительной откачки; насосами НМД-04; сублимационным насосом, состоящим из криопанели с системой подачи жидкого азота и сублиматора. Герметичность фланцевых соединений обеспечивается прокладками из меди и витона. Контроль параметров среды в камере (1) осуществляется датчиком давления и масс-спектрометром (на рис. не показаны), а контроль параметров выращиваемых пленок дифрактометром (5) с люминесцентным экраном (6) и с помощью лазерного эллипсометра (7).

Автоматическое управление технологическим процессом при проведении эксперимента по выращиванию тонкопленочных структур осуществляется блоком управления (3), который обеспечивает: установку выбранной подложки в технологическую позицию, нагрев подложки, измерение температуры нагревателя подложки, управление заслонкой подложки; управление режимами работы источников при выращивании эпитаксиальных структур, управление заслонками молекулярных источников (МИ). При проведении технологического процесса, заслонки МИ открываются и нагретые в тиглях МИ материалы формирует молекулярные пучки взаимодействующие с поверхностью подложки, что обеспечивает рост на ее поверхности полупроводниковых наноструктур с заданными толщинами слоёв и определённым химическим составом. Контроль качества структур осуществляется по дифракционной картине получаемой на люминесцентном экране (6) в результате отражения пучка электронов (выходящих из пушки дифрактометра 5) от поверхности подложки. Другим методом контроля выращиваемых структур является эллипсометрия, позволяющая контролировать состав и толщину эпитаксиальных пленок.

Рис. Стенд-имитатор с установленными узлами и элементами ВМА МЛЭ, подготовлен- ный к проведению ЛОИ. 1- камера стенда-ими-татора, 2 – барабанный механизм, 3 – электрон-ная аппаратура для контроля технологического процесса, 4 – управляющий компьютер, 5 – электронная пушка ДБЭ, 6 – флуоресцентный экран ДБЭ, 7 – оптические плечи эллипсометра, 8 – молекулярные источники.

Технико-экономические преимущества

Стенд-имитатор космического вакуума «Эпицентр» может использоваться в качестве установки для молекулярно-лучевой эпитаксии, а также для отработки нанотехнологий и обучения молодых специалистов в условиях заводских лабораторий и университетских нанотехнологических центров. В этом варианте он обладает следующими большими преимуществами по сравнению со всеми известными аналогами:

• компактность;
• экономичность по расходу жидкого азота и исходных особо-чистых материалов;
• высокая точность программного поддержания температур источников и подложек;
• прецизионный контроль структурного состояния и толщины синтезируемых слоёв.

Год разработки - 2009