ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

19-017-06

Наименование проекта

Установка для электро-пластического способа деформации полупроводниковых кристаллов

Назначение

Управляемое конструирование структур

Рекомендуемая область применения

Вакуумная техника, материаловедение

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Предложен новый метод исследования механических характеристик полупроводниковых материалов, заключающийся в том, что процесс пластической деформации кристалла сопровождается одновременным прохождением тока носителей заряда значительной плотности. Данный способ позволяет выявить влияние перестройки электронного энергетического спектра, а также электрон-фононного взаимодействия на прочность и пластичность полупроводниковых кристаллов. Если в процессе традиционной деформации полупроводников в стационарном температурном поле электрон-фононное и электрон-дислокационное взаимодействия  присутствуют как  независимые факторы, то в предлагаемом способе деформаций имеется возможность целенаправленного внешнего воздействия на эти факторы, что позволит, по всей вероятности, использовать предлагаемый способ не только как метод исследования, но и как  технологический прием.

Установка, реализующая предлагаемый способ деформации полупровониковых кристаллов, представлена на рис. 1. Она построена по традиционной схеме, включающей газо-вакуумную камеру, систему пространственной ориентации и ячейку деформации.

Газо-вакуумная камера состоит из основания (18), кварцевого цилиндра (7), герметизирующих прокладок (6,17), и крышки камеры (4) с сильфоном (3) и крышкой сильфона (1). Все металлические элементы камеры, включая сильфон, выполнены из нержавеющей стали.

Система пространственной ориентации состоит из направляющего цилиндрического стакана (8), направляемого поршня (9), шарика (5) и штока (2). Стакан и поршень выполнены из титана, а шарик и шток из нержавейющей стали. Камера имеет находящиеся в основании (18) три токоввода (19) и один вакуумный разъем. Один токоввод служит для подвода вспомогательного потенциала, два других являются подводами основного питания к ячейке деформации. Ячейка деформации образуется двумя электродами (11,16) и пуансонами (12). Электроды выполнены из никеля, а пуансоны из молибдена. Усилие нагрузки от поршня системы ориентации передается ячейке деформации посредством кварцевого цилиндра (10).

Вспомогательными элементами установки служат электрическая цепь с источником питания большой мощности (?) газо-вакуумная система, гидравлический пресс, элементы контроля и регистрации температуры в камере деформации и пружинный  динамометр с цифровой регистрацией усилия нагружения. Установка позволяет проводить механические испытания на полупроводниковых кристаллах как в режиме динамического нагружения, так и в режиме ползучести. Камера электро-пластической деформации обеспечивает возможность испытаний в широком температурном интервале и разной газо-вакуумной среде.

Предлагаемый новый способ деформации полупроводниковых материалов и установка, его реализующая, прошли всесторонние испытания и были использованы в исследованиях, которые дали новые весьма интересные результаты. Конструкция камеры позволяла провести одновременную с пластической деформацией и диффузию примесей в образец.

Рис. 1. Камера для электро-пластической деформации с источником питания.

1 - крышка сильфона, 2 - шток, 3 - сильфон, 4 - крышка камеры, 5 - центрирующий шарик, 6 - уплотнение верхнее, 7 - кварцевый колпак (цилиндр), 8 - направляющий стакан, 9 - поршень, 10 - кварцевый пуансон, 11 - верхний электрод, 12 - молибденовый пуансон, 13 -вольфрамовая пластина, 14 - термопара ХА, 15 - образец. 16 - нижний электрод, 17 - уплотнение нижнее, 18 - основание камеры, 19 - электровводы, 20 - 6-фазный выпрямитель.

Преимущества перед известными аналогами

Регулируемое структурообразование в кристаллах

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

Экономический эффект по сравнению с аналогом более 60%

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

17.11.2006