Jump to content
    

Ионное легирование, возможно ли на установках реактивно-ионного травления?

В 08.09.2023 в 12:13, khach сказал:

Кому рассчет нужен? Нужна готовая установка, которую может обслуживать малообразованный в ускорительной технике персонал. Если вы в теме, вопрос- существуют ли конструкции имплантаторов в виде модуля типа головка к вакуумной камере, накрутил на фланец и можно пользоваться? Это наверно будет модуль с квадрупольным сепаратором и циклотронным разгоном ионов и весьма небольшой энергией ионов. Потому что  классика как на рисунках выше с магнитным сепаратором это весьма большая отдельная машина.

Вопрос всей этой массы передать ионам энергию в десятки-сотни КэВ. Чтобы набрать её ионам надо пролететь определенное расстояние в электрическом поле,

а потом отклониться по силе Лоренца в магнитном поле и пролететь щель-сепаратор, где его отделит от других химических элементов с другой массой.

Если материал - монокристалл, при определенном направлении ион ещё и каналировать будет - пролетать ему в определенных направлениях ничего мешать не будет.

Это требует прецизионного двухуглового гониометра. Для всякой плазмы, они не нужны. А для легирования необходимы.

У вас для квадрупольного, гексапольного и хз*2*N-польного доза никакая. В ловушке в таком состоянии такого количества ионов я не видел, чтоб можно было 10^19 примеси закачать в 10^23 атомов собственного полупроводника.

Поэтому источник нужен твердый или газообразный. Арсин или фосфин в аргоне такая отрава, что утечки из одного баллона хватит чтоб отравить целый квартал в городе.

Если мы концетрируем примесь, получаем химическое оружие.

 

Ответ - пока такой конструкции не изобрели. В установке легирования обязательна ускороительна труба длиной несколько метров, отсюда массогабариты, помноженные на допуски мехобработки толкают цену далеко вверх.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

В 09.09.2023 в 15:35, baumanets сказал:

В установке легирования обязательна ускороительна труба длиной несколько метров,

Как это делается по класиике я в курсе,  вопрос был, получится ли это уменьшить? Ускорительную струкутру предполагалось попробовать сделать на цепочке СВЧ резонаторов, возможно сверхпрводящих. Справится ли квадруполь с таким флюксом- тоже без понятия, поэтому и интересовало мнение спецов которые в этом компетентны. Как масс-сепаратор в RGA ( анализатор остаточных газов) в той же MBE машине квадруполь работает идеально. Но флюкс там конечно на 5 порядков меньше чем у имплантатора.

RF acc.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

6 hours ago, khach said:

Как это делается по класиике я в курсе,  вопрос был, получится ли это уменьшить? Ускорительную струкутру предполагалось попробовать сделать на цепочке СВЧ резонаторов, возможно сверхпрводящих.

я сварщик не настоящий, но у сверхпроводящих резонаторов там градиенты ускорения - какие-то десятки МэВ/м,

для получения сотни-другой кэВ связываться ещё и с криогеникой - ну такое себе развлечение. врядли это размеры вообще уменьшит.

Электронные микроскопы электростатикой вполне обходятся как-то до нескольких сотен кэВ.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Большие вакуумные камеры вместе с масс-спектрометром нужны ещё и для обеспечения чистоты. В большой и в идеале сферической камере хороший вакуум создать намного проще чем в маленькой, протяжённой и с развитой поверхностью.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Проблема этой области технологий состоит в необходимости присутствия специалистов по физике вакуума с максимально высоким уровнем знаний и обслуживающего персонала, выполняющих простые операции с образцами. Названные специалисты не могут находиться около одной установки по экономическим причинам. Отсюда следуют всевозможные варианты развития вакуумных технологий, один из которых продемонстрировал ТС в этой теме.  

 Однако все или практически все процессы в вакууме исследованы и широко применяются. Почему же возникают проблемы с их применением?

   Причины и способы решения возникающих задач состоит в следующем:

    1. Это сложно, но потенциальные "потребители" считают, что достаточно простой "консультации", например, на форуме;

    2. Это дорого и иная "доработка" по результатам "консультаций" стоит дороже постройки совершенно новой конструкции, включая и обучение обслуживающего персонала;

    3. Всё происходящее внутри замкнутого объёма, включая невидимые физикохимические процессы, сильно отличается от "бытовых" представлений "знаний" физики обслуживающего персонала;

    4. Для нормальной работы необходимо для начала разработать техническое задание на технологическую установку в её полном объёме, которая будет выполнят необходимую задачу в надлежащем качестве;

    5. Методом "научного тыка" названные выше проблемы не решаются. 

  

Share this post


Link to post
Share on other sites

10 часов назад, SVNKz сказал:

 

    1. Это сложно ...

    2. Это дорого ...

    3. Всё ... сильно отличается от "бытовых" представлений "знаний" физики обслуживающего персонала;

    5. Методом "научного тыка" названные выше проблемы не решаются. 

  

Содержательно. По существу - пост

Цитата

 не достаточно простой "консультации", например, на форуме

а смысл поста, как я понял, "нечего у вас не выйдет". Без цифр, оценок и т.д.

Так ведь никто и собирался взять и сразу допиливать установку травления. На форуме люди общаются, обсуждают технические решения, и просто идеи (я так думаю). Некоторые участники, например (спасибо им!) в цифрах пояснили, что энергии разные, по массе отсеивать надо и т.д. - уже понятны проблемы, принципиальная (не)реализуеместь метода. Чтобы разработать ТЗ нужно представлять проблемы, которые существуют в предметной области. Для этого и затеян пост - больше для расширения кругозора и получения информации "почему так нельзя".  Полезной информации в вашем посте я не увидел...    

Share this post


Link to post
Share on other sites

11 часов назад, SVNKz сказал:

Проблема этой области технологий состоит в необходимости присутствия специалистов по физике вакуума

Зачем вообще нужны такие специалисты для данной задачи? Нормальную вакуумную систему может построить даже техник, не то что инжинер. А все остальное- бессвязный набоор слов.  Вакуумную гигиену соблюдать даже аспиранта научить можно весьма быстро. Все остальное ( дегазация поверхности различными методами типа плазменной очистки) реаизуется правильной технологической картой.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Похожие возражения уже встречал и не раз, но несколько раз проводил "экспертизу" по работающей вакуумной установке и сказанное ранее не попытка очернить работу специалистов, а скорее наоборот...

В одном из случаев спирт для чистки системы "заменили" на самогонку. Определить качество  "заменителя" получилось разделением его на фракции при помощи жидкого азота. Смешно, но это было на самом деле.

Share this post


Link to post
Share on other sites

9 минут назад, SVNKz сказал:

В одном из случаев спирт для чистки системы "заменили" на самогонку.

Да уж, если в вакуумную систему начинают лететь высокомолекулярная органика, то тут и RGA начинает сходить с ума, т.к степень ионизации ошметков органических молекул и их масса получаются разными. Но это обычно бывало когда возникала микротрешина в охлаждении  внутрикамерной оснастки, которая охлаждалась антифризом, т.е те же самогонные спирты.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В 25.09.2023 в 17:21, khach сказал:

Да уж, если в вакуумную систему начинают лететь высокомолекулярная органика, то тут и RGA начинает сходить с ума, т.к степень ионизации ошметков органических молекул и их масса получаются разными. Но это обычно бывало когда возникала микротрешина в охлаждении  внутрикамерной оснастки, которая охлаждалась антифризом, т.е те же самогонные спирты.

Проблема появления высокомолекулярной органики состояла в моём случае в её "полимеризации" с образованием усов, вероятно, графита на сетке вакуумного течеискателя - довольно прочные и твёрдые усики до миллиметра длиной. Из-за них характеристика течеискателя стала "инверсной", но времени разбираться не было, а на чувствительность прибора это почти не влияло. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Это что то слишком много органики, скорее всего пары вакуумног масла, а масло неподходящее. Проблема в том что при таком количестве углерода еще и все высоковакуумные датчики магнетронные  для измерения вакуума с ума сходят, а не все из них возможно почистить. В древние времена азотная ловушка перед течеискателем была обязательна, это сейчас безмаслянные технологии разбаловали.

Вообще проблема неконтролируемых примесей в полупроводнике при грязной или не герметичной вакуумной системе достаточно больная, особенно на старых установках.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Озвученные проблемы могут возникнуть у кустарей. Они же чаще всего консультируются на форумах и моют вакуумные установки спиртом 🙂 На заводах кроме основного цеха с вакуумными установками, производящими продукцию и на которых работают операторы, есть цех ремонтников и наладчиков, которые следят чтобы всё работало как надо. Операторы этим не занимаются и даже подробностей работы установок обычно не знают. Там есть и течеискатели и масс-спектрометр, если нужен (только однажды видел), и подменные блоки, и расходники и много чего ещё, необходимого для непрерывной работы основного цеха. Работает там совсем немного народа, приставлять по инженеру к каждой установке нет необходимости.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...