ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Владимир Путин запустил первый беспилотный КАМАЗ по трассе М-12

В церемонии запуска движения беспилотных грузовиков по федеральной трассе М-12 также приняли участие вице-премьер РФ Виталий Савельев, министр транспорта РФ Андрей Никитин, заместитель генерального директора ПАО «КАМАЗ» по взаимодействию с органами государственной власти Михаил Матасов, представители бизнеса, госорганов и грузоперевозчики. Президент Российской Федерации подчеркнул роль «КАМАЗа»...

С 10 по 14 июня 2026 года в Кронштадте состоится Международный военно-морской салон «ФЛОТ-2026»

Мероприятие традиционно развернется на площадке конгрессно-выставочного центра, расположенного на территории Музея военно-морской славы. Форум зарекомендовал себя как ключевое событие морской отрасли, объединяющее российских и иностранных профильных специалистов. Тематика экспозиции охватывает весь спектр направлений: от кораблестроения, судоремонта и морского приборостроения до береговой и пор...

Денис Мантуров вручил орден «За доблестный труд» ректору Бауманки

24 марта в МГТУ им. Н.Э. Баумана состоялось торжественное событие — первый заместитель Председателя Правительства Российской Федерации, председатель Наблюдательного совета университета Денис Мантуров вручил ректору Михаилу Гордину государственную награду. В церемонии приняли участие члены Наблюдательного совета, профессора, преподаватели, студенты и выпускники МГТУ им. Н.Э. Баумана. Вы...

«Белый список» используется только при ограничении мобильного интернета

Распространившаяся в СМИ информация о том, что провайдеры фиксированного интернета готовятся вводить ограничения на своих сетях и оставлять сервисы только из «белого списка» — фейк. При угрозах безопасности со стороны вражеских БПЛА в рядах регионов России точечно отключается исключительно мобильный интернет. Такие меры снижают точность наведения беспилотников и помогают противостоять атакам...

Айсен Николаев: якутский алмаз станет символом единства народов России

Глава Якутии Айсен Николаев провёл рабочую встречу с генеральным директором АЛРОСА Павлом Маринычевым. Руководитель республики предложил присвоить алмазу, добытому на якутской земле, имя в честь Года единства народов России, объявленного Президентом страны Владимиром Путиным. Генеральный директор компании поддержал эту инициативу. Для этих целей выбран особо крупный кристалл ювелирного качества...

Денис Мантуров посетил ОДК-УМПО в рамках рабочей поездки в Башкортостан

Первый заместитель Председателя Правительства Российской Федерации Денис Мантуров посетил уфимское предприятие ОДК-УМПО (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Госкорпорации Ростех) в рамках рабочего визита в Республику Башкортостан. Он ознакомился с новыми производственно-технологическими возможностями предприятия, а также с деятельностью Производственно-учебного центра Ростеха. ...

15 Ноября 2010

Новые применения атомно-слоевого осаждения (АСО)

Новые применения атомно-слоевого осаждения (АСО)

Химия пoверхнocти в технoлoгии АСО.

Автoры: М.Путкoнен, В.Тузoвcкий.

ACО, хoтя и cущеcтвует уже бoлее 35 лет, oднакo тoлькo недавнo этoт метoд пoлучил cтатуc oднoгo из оcновных направлений в облаcти cинтеза полупроводников и при получении выcокоэффективных нанотехнологий.

Технология АСО являетcя чаcтным cлучаем метода химичеcкого оcаждения из газовой фазы (CVD).

Главная оcобенноcть процеccа АСО - его поcлойный механизм осаждения, благодаря чему возможно формирование беспористых высококонформных тонкопленочных покрытий (табл.1) при создании объектов сложной формы.

Промышленная технология ЛСО разработана сщё в середине 1970-х годов для производства тонкопленочных (ТП) электролюминесцентных плоскопанельных дисплеев, однако в настоящее время она предлагается также и для других целей включая интегральные схемы (ИС), солнечные батареи, оптические изделия.


Рис.1. Схема одного цикла процесса АСО

Процесс АСО может использоваться для модернизации существующих покрытий и материалов и как инструмент для создания новых инновационных продуктов. Хотя этот метод вследствие своей природы рассматривается в основном для лучения пленок нанометрового диапазона, он также может применяться и в тех областях, где требуются пленки толщиной несколько микрон. Относительная длительность процесса АСО (в нм/ч) может быть компенсирована за счет оптимизации размеров партий, а также хорошей динамики потока. Важно отметить, что в этом случае достигается производительность АСО в пределах 1-3 мкм/24 ч (40-130 нм/ч) даже при изготовлении больших партий изделий.


Рис.2. Схема структуры CIGS солнечной батареи

АСО может быть использован для формирования CIGS (медь — индий — галлий - селен) солнечных батарей. Вследствие трудности получения достаточной толщины не представляется возможным при помощи метода АСО нанести покрытие полностью. Тем не менее, проведен ряд исследований, в которых продемонстрировано повышение эффективности батареи при использовании ALD-метода для создания буферных слоев на активной поверхности CIGS. Наилучшие результаты при пассивизации методом АСО CIGS солнечных батарей удается достичь, если такой слой наносится в вакууме, поэтому для подобного типа применений предпочтительны устройства типа TFS 1200. В настоящее время для создания различных дисплеев и фильтров, если обеспечена достаточная прочность, используются очень тонкие стекла толщиной 0,1 мм.

Недавно, тонкие АСО - покрытия из AI2О3, и SiO2 были применены для повышения трещиностойкости стекла. Хотя механизм увеличения прочности еще не полностью понятен, но предполагается, что защитное покрытие АСО исключает возникновение Гриффит - подобных недостатков. Пленка растет внутри трещины нанометрового масштаба, в результате радиус закругления которой увеличивается, что затрудняет распространение трещин и таким образом увеличивает прочность стекла. Покрытие особенно укрепляет слабые места секла, что объясняет улучшение модуля Вейбулла.

Высокая конформность, точность и воспроизводимость метода АСО используются во многих оптических устройствах. Монослойный механизм роста АСО позволяет в едином процессе создавать слжные наноламинаты. Традиционными дли АСО оптическими материалами являются Al2O3, ZnO, ZnO:Al, TiО2, Si02:Al, ZrO2, Ta205. ZnS.

Хорошие коэффициенты поглощения в виде тонких пленок имеют также карбиды и нитриды некоторых металлов. Процессы получения фторидов металлов находятся в стадии разработки и пока не достигли промышленного уровня. В настоящее время оксидные пленки АСО используются для защиты сербряных ювелирных изделий или коллекционных монет, однако, поскольку метод обеспечивает беспористые покрытия, аналогичные структуры могут быть использованы также для пасссивации серебрянных зеркал с использованием относительно тонких пленок. Для таких приложений пленки должны быть очень высокого качества и в то же время работать в качестве диффузионного барьера.

Наполнение канавок и планаризания дифракционных оптических элементов конформными покрытиями является примером идеального применения метода АСО, которому нет конкурентов для этих целей. Конформность и точность покрытия АСО также могут быть использованы для создания оптических микро- и наноразмерных линзовых решеток с высоким коэффициентом заполнения, посредством конформного роста диэлектрических монослоев на предварительно подготовленных шаблонах.

Благодаря высокому качеству поверхности, получаемой при использовании АСО это идеальная технология для разработки фотонных кристаллов. Также были исследованы технологии АСО для производства легированных световодов и оптических волокон.

Большинство имеющихся на рынке установок АСО предназначены для технологических операций с полупроводниками. Как правило, они используются дли обработки одной пластины или небольших их партий, и пе подходят для массовых приложений вследствие небольшого размера камеры, например, для стекольной промышленности. Эксперты отмечают, что при масштабировании процессов для партий обшей площадью до 5—10 м2 необходимо получить достаточную пропускную способность метода. В то же время цикл осаждения должен быть менее 3-5 секунд. Первый вариант АСО системы проточного типа - на основе 100 мм вакуумируемой трубы. Размер реактора постоянно растет, достигая 800 мм. 400 мм трубы установок серии Р400 АСО для больших партий были рутинными при производстве ТПЭЛ - дисплеев в Финляндии с середины 1980-х годов. Кроме того, установки серии Р400 используются для покрытия больших площадей в оптической промышленности.

Фундаментальные преимущества обсуждаемого метода всё более полно осознаются специалистами различных областей техники, и АСО уверенно становится основным инструментом модернизации.

По материалам журнала "Наноиндустрия" №5 за 2010г.

Кол-во просмотров: 17373
Яндекс.Метрика