DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2019-1(83)-228-235

Метод детонаційного напилення: особливості технічної реалізації процесу та технологія отримання надтонких шарів напівпровідникових оксидів

Павло Петрович Москвін, Валентин Анатолійович Рудніцький

Анотація


Розроблено конструкцію та модернізовано основні вузли обладнання для детонаційного напилення, що дозволяє проводити синтез напівпровідникових надтонких плівок. Модернізація установки проводилася з урахуванням особливостей термодинамічних властивостей напівпровідникових матеріалів. Наведено дані про основні елементи конструкцій адаптованих вузлів, вказано їх функціональне призначення. Особлива увага надається принципам роботи як самих модифікованих вузлів обладнання, так і їхньому функціональному взаємозв’язку при керуванні процесом синтезу шарів. Знайдено умови функціонування вузлів формування та запалювання газової воднево-кисневої суміші для отримання високоенергетичної ударної хвилі, що забезпечувала процес масопереносу речовини від джерела до підкладки при синтезі надтонких шарів оксидних напівпровідників. Особлива увага надана забезпеченню оптимальних газодинамічних умов розповсюдження зони підвищеного тиску в процесі переносу речовини від джерела до ростової підкладки. Розроблено конструкції та виготовлено системи перепускних клапанів, що забезпечують задану швидкість переключення газових потоків у процесі синтезу оксидів. Методом детонаційного напилення синтезовано надтонкі шари систем PbO та ZnO. Кристалографічні та морфологічні властивості поверхні плівок, що синтезовано методом детонаційного напилення, досліджено оптичними методами. Отримані фотографічні зображення проаналізовано методом мультифрактального аналізу. Доведено, що мультифрактальні параметри спектра площі поверхні наноформ, що формуються на поверхні росту шарів, за своєю величиною сумірні з відповідними параметрами для спектрів від поверхні шарів, які синтезовані вакуумними технологіями.

Ключові слова


синтез наноплівок напівпровідників A2B6; метод детонаційного напилення; морфологія поверхні; мультифрактальний аналіз

Повний текст:

PDF

Посилання


Waho, J., Ogawa, S. and Maruyama, S. (1977), «Ga1-xAs1-xSb x (0.3<x<0.9) growth by molecular beam epitaxy», Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 16, No. 10, pp. 1875–1876.

Noreika, A.J., Greggi, Jr.J., Takei, W.J. and Francombe, M.H. (1983), «Properties of MBE grown InSb and InSb1−x Bi x», Journal of Vacuum Science and Technology, Vol. 2, Part 1, Ser. A, рр. 558–561.

Farrow, R.F.C. (1983), «The stabilization of metastable phases by epitaxy», Journal of Vacuum Science and Technology, V. B1, No. 2, рр. 222–229.

Kuznetsov, V.V., Moskvin, P.P. and Sorokin, V.S. (1991), Neravnovesnye yavleniya pri zhidkostnoi geteroepitaksii poluprovodnikovykh tverdykh rastvorov, Metallurgiya, M., 174 р.

Ouillec, M., Launois, H. and Joncour, M.C. (1983), «Liquid phase epitaxy of unstable alloys: Substrate-induced stabilization and connected effects», Journal of Vacuum Science and Technology, Vol. 1–2, P. 238.

Kuznetsov, V.V., Moskvin, P.P. and Sorokin, V.S. (1988), «Coherent phase diagram and interface relaxation processes during LPE of A3B5 solid solutions», Journal of Crystal Growth, Vol. 88, pр. 241–262.

Moskvin, P., Kryzhanivskyy, V., Rashkovetskyi, L., Lytvyn, P. and Vuichyk, M. (2014), «Multifractal analysis of areas of spatial forms on surface of ZnxCd1-xTe–Si (111) heterocompositions», Journal of Crystal Growth, Vol. 404, p. 204–209.

Moskvin, P.P., Kryzhanivskyy, V.B., Rashkovetskyi, L.V., Rudnitskyi, V.A., Morozov, A.V. and Lytvyn, P.M. (2017), «Invariance of multifractal spectrums of spatial forms on the surface of ZnxCd 1-xTe–Si heterocompositions synthesized by electron beam epitaxy and hot wall epitaxy», Journal of Crystal Growth, Vol. 475, p. 144–149.

Moskvin, P., Balytska, N., Melnychuk, P., Rudnitskyi, V. and Kyrylovych, V. (2017), «Special features in the application of fractal analysis for examing the surfase microrelief formed at face milling», Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Vol. 2/1 (86), рр. 9–15.

Moskvin, P.P., Skyba, G.V., Dobrjakov, V.L., Kolodij, M.A., Rashkovec'kyj, L.V., Kolomys, O.F. and Rarata, S.V. (2018), «Zol'-gel' syntez, morfologija poverhni ta spektral'ni vlastyvosti nadtonkyh plivok na osnovi ZnO na monokrystali kremniju», Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, No. 4, рр. 36–42.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Waho J. Ga1-xAs1-xSb x (0.3<x<0.9) growth by molecular beam epitaxy / J.Waho, S.Ogawa, S.Maruyama // Japanese Journal of Applied Physics. – 1977. – Vol. 16. – № 10. – P. 1875–1876.
  2. Properties of MBE grown InSb and InSb1−x Bi x / A.J. Noreika, Jr.J. Greggi, W.J. Takei, M.H. Francombe // Journal of Vacuum Science and Technology. – 1983. – Vol. 2. – Part 1. – Ser. A. – P. 558–561.
  3. Farrow R.F.C. The stabilization of metastable phases by epitaxy / R.F.C. Farrow // Journal of Vacuum Science and Technology. – 1983. – Vol. B1. – № 2. – P. 222–229.
  4. Кузнецов В.В. Неравновесные явления при жидкостной гетероэпитаксии полупроводниковых твердых растворов / В.В. Кузнецов, П.П. Москвин, В.С. Сорокин. – М. : Металлургия, 1991. – 174 с.
  5. Ouillec M. Liquid phase epitaxy of unstable alloys: Substrate-induced stabilization and connected effects / M.Ouillec, H.Launois, M.C. Joncour // Journal of Vacuum Science and Technology. – 1983. – Vol. 1–2. – P. 238.
  6. Kuznetsov V.V. Coherent phase diagram and interface relaxation processes during LPE of A3B5 solid solutions / V.V. Kuznetsov, P.P. Moskvin, V.S. Sorokin // Journal of Crystal Growth. – 1988. – Vol. 88. – Р. 241–262.
  7. Multifractal analysis of areas of spatial forms on surface of ZnxCd1-xTe–Si (111) heterocompositions / P.Moskvin, V.Kryzhanivskyy, L.Rashkovetskyi and other // Journal of Crystal Growth. – 2014. – Vol. 404. – P. 204–209.
  8. Invariance of multifractal spectrums of spatial forms on the surface of ZnxCd 1-xTe–Si heterocompositions synthesized by electron beam epitaxy and hot wall epitaxy / P.Moskvin, V.Kryzhanivskyy, L.Rashkovetskyi and other // Journal of Crystal Growth. – 2017. – Vol. 475. – P. 144–149.
  9. Special features in the application of fractal analysis for examing the surfase microrelief formed at face milling / P.Moskvin, N.Balytska, P.Melnychuk and other // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2017. – Vol. 2/1 (86). – P. 9–15.
  10. Золь-гель синтез, морфологія поверхні та спектральні властивості надтонких плівок на основі ZnO на монокристалі кремнію / П.П. Москвін, Г.В. Скиба, В.Л. Добряков та ін. // Вопросы химии и химической технологии. – 2018. – № 4. – С. 36–42.




Copyright (c) 2019 Павло Петрович Москвін, Валентин Анатолійович Рудніцький

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.