Передовое оборудование для производства электроники

Специалисты научного центра «Передовые цифровые технологии» СПбПУ разработали отечественную установку вакуумного магнетронного осаждения, которая может заменить иностранные аналоги и модернизировать советское оборудование на производствах за 3-9 месяцев. Магнетрон позволяет наносить сверхтонкие покрытия толщиной от 10 нанометров на различные материалы, включая кремний, карбид кремния и алмаз, сообщает КМ со ссылкой на пресс-службу Минобрнауки РФ. Лабораторная установка, разработанная инженерами НЦМУ СПбПУ, предназначена для осаждения различных материалов на подложки кремния, карбида кремния, алмаза, кварца и др. путем распыления атомов мишени. Мишень играет ключевую роль в процессе магнетронного осаждения, так как является источником материала для покрытия. При подаче напряжения на магнитную систему в магнетроне и потоке инертного газа генерируется плазма. Это происходит за счет столкновения электронов с молекулами газа, что приводит к образованию ионов, например, аргона, которые в последующем выбивают атомы материала мишени, которые затем направляются к поверхности объекта и осаждаются на нем, образуя тонкий слой. Для осаждения диэлектрических покрытий возможна добавка кислорода или азота, что позволяет формировать пленки материалов нужных характеристик.

Основное назначение новой установки - осаждение различных металлов заданной толщины - от 10 нм до десятков мкм - на подложки, которые используются в полупроводниковой промышленности из кремния, диоксида кремния, карбид кремния и др. как в качестве маскирующих покрытий для последующих процессов литографии и плазмохимического травления, так и для формирования контактных площадок и проводящих дорожек на пластинах.

«Наша установка вакуумного магнетронного осаждения является отечественной разработкой, которая может заменить широко используемые комплексы иностранного производства, а также с его помощью можно обновить и модернизировать оборудование на мелкосерийных предприятиях, которое эксплуатируется еще с советского периода, в очень коротки сроки – 3-4 месяца при поставке базового вакуумного магнетрона и 9 месяцев в случае разработки магнетрона под более сложные технические требования. Отмечу, что разработанная нами программа автоматизированного управления устройством позволяет быстро модифицировать функционал установки под конкретные задачи заказчика. Кроме того, наш комплекс позволяет увеличить КПД распыления мишени до 75%, что в значительной степени увеличивает срок ее службы. Для сравнения КПД мишени среднего магнетрона советского образца - 35-40%», - объяснил преимущества новой разработки заведующий лабораторией «Технологии материалов и изделий электронной техники» НЦМУ «Передовые цифровые технологии» СПбПУ Артем Осипов.

Также разработанный магнетрон предусматривает возможность смены магнитной системы в короткие сроки (до 20 минут), что дает возможность распылять широко используемые ферромагнитные металлы, например, никель. Кроме того, функционал установки вакуумного магнетронного осаждения специалистов НЦМУ СПбПУ также позволяет масштабировать магнитную систему с пластин диаметром 76 мм до пластин диаметром 150 мм.

Отдельно исследователи НЦМУ СПбПУ отмечают, что установка вакуумного магнетронного осаждения позволяет использовать мишени как с косвенным, так и с прямым охлаждением. Это дает возможность, например, работать с таким материалом мишени как индий-олово, который используется для осаждения оксида индия-олова (при добавке кислорода) (ITO). ITO используется при создании солнечных элементов в качестве просветляющих покрытий и в приложениях, где нужны прозрачные проводящие контакты.

Установка вакуумного магнетронного осаждения представлена на IV Конгрессе молодых ученых в г. Сочи – ключевом событии 2024 года в рамках Десятилетия науки и технологий.