RU188872U1 - Evaporator for vacuum deposition of thin hybrid films of metals and semiconductors - Google Patents
Evaporator for vacuum deposition of thin hybrid films of metals and semiconductors Download PDFInfo
- Publication number
- RU188872U1 RU188872U1 RU2018125351U RU2018125351U RU188872U1 RU 188872 U1 RU188872 U1 RU 188872U1 RU 2018125351 U RU2018125351 U RU 2018125351U RU 2018125351 U RU2018125351 U RU 2018125351U RU 188872 U1 RU188872 U1 RU 188872U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- evaporator
- semiconductors
- metals
- vacuum deposition
- films
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 11
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 3
- 241000826860 Trapezium Species 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 21
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 11
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910000927 Ge alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000289 melt material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для изготовления тонких пленок металлов и полупроводников и может быть использована при вакуумном нанесении пленок из Au, Ag, и сплава Au - Ge или Ge. Техническим результатом заявляемого решения является повышение однородности толщины осаждаемой моно или гибридной тонкой пленки. Указанный технический результат достигается тем, что предложен испаритель для вакуумного нанесения тонких гибридных пленок металлов и полупроводников, выполненный в виде углеродного стержня с продольной канавкой для размещения напыляемого материала, имеющей в поперечном сечении вид трапеции, при этом в канавке размещена смачиваемая расплавом напыляемого материала вставка цилиндрического объемного элемента заданной длины из тугоплавкого металла, согласно решения, он содержит дополнительные вставки цилиндрических объемных элементов для размещения напыляемого материала из заданных объемных элементов металлов и полупроводников, размещенные внутри вдоль канавки так, что расстояние между центрами объемных элементов лежит в интервале 4÷6 см.The invention relates to devices for the manufacture of thin films of metals and semiconductors and can be used for vacuum deposition of films from Au, Ag, and Au — Ge or Ge alloy. The technical result of the proposed solution is to increase the uniformity of the thickness of the deposited mono or hybrid thin film. This technical result is achieved by the fact that an evaporator for vacuum deposition of thin hybrid films of metals and semiconductors is proposed. volume element of a given length of a refractory metal, according to the decision, it contains additional inserts of cylindrical volume element for accommodation in the spraying material of predetermined volume elements of metals and semiconductors, disposed inside along the groove so that the distance between the centers of voxels in the range 4 ÷ 6 cm.
Description
Полезная модель относится к устройствам для изготовления тонких пленок металлов и полупроводников и может быть использована при вакуумном нанесении пленок из Au, Ag, и сплава Au - Ge или Ge.The invention relates to devices for the manufacture of thin films of metals and semiconductors and can be used for vacuum deposition of films from Au, Ag, and Au — Ge or Ge alloy.
Известны устройства для вакуумного нанесения тонких пленок различных веществ (см. например, 1) JP 56-116873 А, 12.09.1981; 2) RU №2 507304 (Int. CI. С23С 14/24), опубл. 20.02.2014. Бюл. №5).Known devices for vacuum deposition of thin films of various substances (see, for example, 1) JP 56-116873 A, 09/12/1981; 2)
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели и принятым за прототип является испаритель для вакуумного нанесения тонких пленок металлов и полупроводников, описанный в патенте РФ №2507304. Испаритель выполнен в виде углеродного стержня с продольной канавкой для размещения напыляемого материала, имеющей в поперечном сечении вид трапеции, при этом в канавке размещен объемный элемент в виде отрезка проволоки из W, или Мо, или Та.The closest in technical essence to the claimed utility model and adopted for the prototype is an evaporator for vacuum deposition of thin films of metals and semiconductors, described in the RF patent №2507304. The evaporator is made in the form of a carbon rod with a longitudinal groove to accommodate the sprayed material, having a cross section of a trapezoid, while in the groove there is a volume element in the form of a piece of wire made of W, or Mo, or Ta.
Недостатком указанного испарителя является неоднородность распределения толщины осаждаемой пленки металла или полупроводника по площади подложки, а также невозможность получения многокомпонентных -гибридных пленок.The disadvantage of this evaporator is the heterogeneity of the distribution of the thickness of the deposited metal film or semiconductor in the area of the substrate, as well as the impossibility of obtaining multi-component hybrid films.
Технической задачей заявляемого решения является - уменьшение неоднородности распределения толщины осаждаемой пленки металла или полупроводника по площади подложки за счет использования нескольких центров испарения, а также получения многокомпонентных - гибридных пленок за счет использование нескольких центров испарения размещенных на одной продольной канавке испарителя.The technical task of the proposed solution is to reduce the heterogeneity of the thickness distribution of the deposited metal film or semiconductor area of the substrate due to the use of multiple evaporation centers, as well as obtaining multi-component - hybrid films due to the use of multiple evaporation centers located on the same longitudinal groove of the evaporator.
Техническим результатом заявляемого решения является повышение однородности толщины осаждаемой моно или гибридной пленки.The technical result of the proposed solution is to increase the uniformity of the thickness of the deposited mono or hybrid film.
Указанный технический результат достигается тем, что предложен испаритель для вакуумного нанесения тонких гибридных пленок металлов и полупроводников, выполненный в виде углеродного стержня с продольной канавкой для размещения напыляемого материала, имеющей в поперечном сечении вид трапеции, при этом в канавке размещена, смачиваемая расплавом напыляемого материала вставка цилиндрического объемного элемента заданной длины из тугоплавкого металла, отличающийся тем, что он содержит дополнительные вставки цилиндрических объемных элементов для размещения напыляемого материала из заданных объемных элементов металлов и полупроводников, размещенные внутри вдоль канавки так, что расстояние между центрами объемных элементов лежит в интервале 4÷6 см.This technical result is achieved by the fact that the proposed evaporator for the vacuum deposition of thin hybrid films of metals and semiconductors, made in the form of a carbon rod with a longitudinal groove for accommodating the sprayed material, having a cross sectional view of a trapezoid, while in the groove there is an insert wetted by the melt of the sprayed material a cylindrical volume element of a given length of a refractory metal, characterized in that it contains additional inserts of cylindrical volume ele ENTOV for placing spraying material of predetermined volume elements of metals and semiconductors, disposed inside along the groove so that the distance between the centers of voxels in the
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показаны в увеличенном масштабе продольный разрез (по плоскости В-В) заявляемого испарителя и его поперечный разрез (по плоскости А-А) в области объемного элемента; на фиг 2 представлены графики зависимости относительного изменения толщины [hmax-h(х)]/hmax тонкой пленки от расстояния х от рассматриваемой точки с толщиной пленки h(x) до точки с максимальным значением толщины hmax для прототипа (график 1) и предлагаемой полезной модели (график 2) с расстоянием а=6 см между центрами объемных элементов; на фиг 3 представлены графики аналогичной зависимости [hmax-h(x)]/hmax для прототипа (график 1) и предлагаемой полезной модели (график 2) с расстоянием а=4 см между центрами объемных элементов.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where figure 1 shows on an enlarged scale a longitudinal section (along the plane B-B) of the claimed evaporator and its transverse section (along the plane A-A) in the area of the volume element; Fig 2 shows graphs of the relative change in the thickness [h max -h (x)] / h max of a thin film from the distance x from the point in question with the film thickness h (x) to the point with the maximum thickness h max for the prototype (graph 1) and the proposed utility model (graph 2) with a distance of a = 6 cm between the centers of the bulk elements; FIG. 3 shows graphs of a similar dependence [h max -h (x)] / h max for the prototype (chart 1) and the proposed utility model (chart 2) with a distance of a = 4 cm between the centers of the volumetric elements.
Испаритель (изображенный на фиг. 1) для вакуумного нанесения тонких пленок металлов и полупроводников выполнен в виде углеродного стержня 1 с продольной канавкой 2 для размещения напыляемого материала, имеющей в поперечном сечении вид трапеции, при этом в канавке размещены два объемных элемента 3 в виде отрезков проволоки из W, илиMo, или Та, расположенных вдоль канавки, причем расстояние между центрами объемных элементов 3 лежит в интервале 4÷6 см.The evaporator (shown in Fig. 1) for vacuum deposition of thin films of metals and semiconductors is made in the form of a
В примере конкретного выполнения испарителя, использованного для получения тонких пленок Au или Ag с толщинами от 10 до 30 нм на поверхности стеклянной подложки с размерами 48×60 мм, расстояние от центра испарителя до центра подложки равно 150 мм. Испаритель (фиг. 1) выполнен в виде цилиндрического стержня 1 с диаметром 6 мм и длиной 100 мм из спектрально чистого углерода, продольная канавка 2 длиной 80 мм сформирована с поперечным сечением, имеющем вид трапеции с высотой 3 мм и основанием 2 мм, в канавке 2 размещены (симметрично относительно центра испарителя) два объемных элемента 3 длиной 10 мм, которые выполнены из проволоки W диаметром 0,8 мм, при этом расстояние а между центрами объемных элементов 3 равно 60 мм.In the example of a specific embodiment of the evaporator used to obtain thin films of Au or Ag with thicknesses from 10 to 30 nm on the surface of a glass substrate with dimensions of 48 × 60 mm, the distance from the center of the evaporator to the center of the substrate is 150 mm. The evaporator (Fig. 1) is made in the form of a
Испаритель для вакуумного нанесения тонких пленок металлов и полупроводников работает следующим образом. Перед началом работы установленного в вакуумной камере испарителя 1 внутри канавки 2 на объемные элементы 3, выполненные из тугоплавких материалов W или Мо или Та, сверху размещают навески одного из материалов Au или Ag или сплава Au - Ge, или Ge, откачивают воздух из вакуумной камеры до давления (10-3÷10-4) Па, производят нагрев навесок до температуры их плавления, при этом расплав навесок смачивает объемные элементы 3, затем увеличивают температуру испарителя до температуры испарения расплава навесок и производят испарение расплавленных навесок. При этом на поверхности подложки, расположенной над испарителем, формируется тонкая пленка испаренного вещества. Толщину пленки металла, полученной с помощью испарителя-прототипа, можно приближенно вычислить по формуле (приведенной в книге: Технология тонких пленок: справочник / под ред. Л. Майссела, Р. Глэнга. -Т. 1.-М: Советское радио, 1977, стр. 77-78): The evaporator for the vacuum deposition of thin films of metals and semiconductors works as follows. Before starting the operation of the
где МЕ - масса испаренной навески металла, р - плотность металла, L -расстояние от центра подложки до источника пара с малой площадью поверхности испарения, х - расстояние от центра подложки до рассматриваемой точки на поверхности подложки, при этом максимальная толщина hmах=МЕ/πρL2 пленки имеет место в центре подложки при х=0.where М Е is the mass of the evaporated weight of the metal, p is the density of the metal, L is the distance from the center of the substrate to the vapor source with a small surface area of evaporation, x is the distance from the center of the substrate to the point on the surface of the substrate, the maximum thickness h max = M E / πρL 2 film takes place in the center of the substrate at x = 0.
При испарении навесок с одинаковой массой МЕ с поверхности двух объемных элементов 3, расположенных в канавке 2 симметрично относительно центра испарителя-полезной модели на расстоянии а между центрами объемных элементов 3, толщину пленки металла, полученной с помощью полезной модели, можно приближенно вычислить по формуле:Upon evaporation batches of the same mass M E with the surfaces of two
где МЕ - масса навески металла, испаренной с каждого объемного элемента 3, ρ - плотность металла, L - расстояние от центра подложки до центра испарителя-полезной модели, а - расстояние между центрами объемных элементов 3, х - расстояние от центра подложки до рассматриваемой точки на поверхности подложки, при этом максимальная толщина hmax пленкиwhere М Е is the mass of the metal sample evaporated from each
имеет место в центре подложки при х=0.takes place in the center of the substrate at x = 0.
Представленные на фиг. 2 и 3 графики зависимостей относительного изменения толщины пленки от расстояния х от центра подложки до рассматриваемой точки на подложке расчитаны сPresented in FIG. 2 and 3 dependency graphs relative changes in film thickness from the distance x from the center of the substrate to the point on the substrate are calculated from
использованием формул (1) и (2) для значения L=150 мм. Из этих графиков следует, что толщина пленки уменьшается от центра подложки к ее краям, при этом величина на полученных с помощью полезной модели пленках на 30% меньше по сравнению с пленками, полученными с использованием испарителя-прототипа, что свидетельствует об увеличении однородности распределения толщины пленки, осаждаемой с помощью заявляемого решения, по площади подложки.using formulas (1) and (2) for the value L = 150 mm. From these graphs it follows that the film thickness decreases from the center of the substrate to its edges, while the value on the films obtained using the utility model, 30% less compared to the films obtained using the prototype evaporator, which indicates an increase in the homogeneity of the distribution of the film thickness, deposited using the proposed solution, over the substrate area.
Кроме этого, наличие не менее двух вставок цилиндрическиобразных объемных элементов позволяет не только увеличить площадь испарения, скорость осаждения и чистоту пленки, массу загружаемого в испаритель испаряемого вещества, но и получать гибридные пленки при использовании различных материалов навесок, размещаемых на смачиваемых расплавом материала вставках: первого, второго и N-того цилидрического объемного тугоплавкого элемента.In addition, the presence of at least two inserts of cylindrical volume elements allows not only to increase the evaporation area, deposition rate and film purity, the mass of the evaporating substance charged to the evaporator, but also to obtain hybrid films using different hinge materials placed on the inserts wetted by the melt material: , the second and Nth cylindrical bulk refractory element.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018125351U RU188872U1 (en) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | Evaporator for vacuum deposition of thin hybrid films of metals and semiconductors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018125351U RU188872U1 (en) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | Evaporator for vacuum deposition of thin hybrid films of metals and semiconductors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU188872U1 true RU188872U1 (en) | 2019-04-25 |
Family
ID=66315034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018125351U RU188872U1 (en) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | Evaporator for vacuum deposition of thin hybrid films of metals and semiconductors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU188872U1 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU279291A1 (en) * | DEVICE FOR APPLYING MULTILAYERED VACUUM COATINGS | |||
US3962988A (en) * | 1973-03-05 | 1976-06-15 | Yoichi Murayama, Nippon Electric Varian Ltd. | Ion-plating apparatus having an h.f. electrode for providing an h.f. glow discharge region |
US5330853A (en) * | 1991-03-16 | 1994-07-19 | Leybold Ag | Multilayer Ti-Al-N coating for tools |
SU1605575A1 (en) * | 1988-12-19 | 1996-06-20 | А.В. Карамышев | Evaporator |
RU2066706C1 (en) * | 1995-08-16 | 1996-09-20 | Моренков Сергей Петрович | Device for deposition of multilayer coats in vacuum |
RU54375U1 (en) * | 2006-02-27 | 2006-06-27 | Лев Викторович Мисожников | INSTALLATION FOR COATING IN VACUUM |
RU2507304C1 (en) * | 2012-11-19 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Evaporator for vacuum application of thin films of metals and semiconductors |
RU2578148C2 (en) * | 2011-08-05 | 2016-03-20 | Пепсико, Инк. | Method of producing coated film-type substrate (versions) |
RU2630090C2 (en) * | 2012-04-20 | 2017-09-05 | Зульцер Метаплас Гмбх | Method of applying coating for deploying layer system on substrate and substrate with layer system |
-
2018
- 2018-07-10 RU RU2018125351U patent/RU188872U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU279291A1 (en) * | DEVICE FOR APPLYING MULTILAYERED VACUUM COATINGS | |||
US3962988A (en) * | 1973-03-05 | 1976-06-15 | Yoichi Murayama, Nippon Electric Varian Ltd. | Ion-plating apparatus having an h.f. electrode for providing an h.f. glow discharge region |
SU1605575A1 (en) * | 1988-12-19 | 1996-06-20 | А.В. Карамышев | Evaporator |
US5330853A (en) * | 1991-03-16 | 1994-07-19 | Leybold Ag | Multilayer Ti-Al-N coating for tools |
RU2066706C1 (en) * | 1995-08-16 | 1996-09-20 | Моренков Сергей Петрович | Device for deposition of multilayer coats in vacuum |
RU54375U1 (en) * | 2006-02-27 | 2006-06-27 | Лев Викторович Мисожников | INSTALLATION FOR COATING IN VACUUM |
RU2578148C2 (en) * | 2011-08-05 | 2016-03-20 | Пепсико, Инк. | Method of producing coated film-type substrate (versions) |
RU2630090C2 (en) * | 2012-04-20 | 2017-09-05 | Зульцер Метаплас Гмбх | Method of applying coating for deploying layer system on substrate and substrate with layer system |
RU2507304C1 (en) * | 2012-11-19 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Evaporator for vacuum application of thin films of metals and semiconductors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101918805B1 (en) | Crystal oscillation type film thickness meter | |
TWI681066B (en) | Vacuum deposition apparatus | |
JP6539801B1 (en) | Sample support | |
TW201225198A (en) | Apparatus and methods for evaporation including test wafer holder | |
JP6535151B1 (en) | Laser desorption ionization method and mass spectrometry method | |
EP1419542A2 (en) | Cesium dispensers and process for the use thereof | |
RU188872U1 (en) | Evaporator for vacuum deposition of thin hybrid films of metals and semiconductors | |
CN100575536C (en) | The mixture that is used for evaporation of lithium | |
EP3686587A1 (en) | Sample support body | |
KR101828671B1 (en) | Manufacturing method of organic el display device, film thickness measurement apparatus | |
Jeon et al. | Spontaneous generation of charged atoms or clusters during thermal evaporation of silver | |
Zink | A" Vacuum Cup" Electrode For The Spectrochemical Analysis of Solutions | |
Tuzhilkin et al. | Formation of Au nanoparticles and features of etching of a Si substrate under irradiation with atomic and molecular ions | |
JP2013257174A (en) | Manufacturing method of device having electrode film, and film formation apparatus | |
US11658018B2 (en) | Sample support body | |
US3028262A (en) | Method for the frequency tuning of piezoelectric crystal oscillators | |
Boukhalfa et al. | Ballistic and thermalized regimes to tune structure and conducting properties of W–Mo thin films | |
Arshi et al. | Effect of substrate temperature on the properties of electron beam deposited tantalum films | |
RU188587U1 (en) | Variable Geometry Evaporator for vacuum deposition of thin films | |
CN116746298A (en) | Vapor deposition source for vacuum vapor deposition device | |
JPH01212759A (en) | Target for sputtering inside of tube | |
Spalvins | Deposition of alloy films on complex surfaces by ion plating with flash evaporation | |
Wu | A Review of Nanowire Growth via Vapour Deposition | |
KR102158781B1 (en) | Inverse porous deposited film, method for manufacturing thereof, and substrate for surface enhanced raman scattering comprising the same | |
JP2004010962A (en) | Film with gradient composition and method of forming the film with gradient composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200711 |