Учебно-научный институт экспериментального естествознания (УНИ ЭЕ) УдГУ в прошлом году отметил свое 25-летие. Его отделы и лаборатории занимаются актуальными научными направлениями. Во многих исследованиях напрямую заинтересованы промышленные предприятия региона, связанные с микроэлектроникой.
– В лаборатории тонкопленочной технологии УНИ ЭЕ разработаны или глубоко модернизированы пять высоковакуумных (до 10-6 мм. рт. ст.) и сверхвысоковакуумных (до 10-9 мм. рт. ст.) установок, – говорит руководитель УНИ ЭЕ, кандидат физико-математических наук Петр Николаевич Крылов. – Сверхвысоковакуумная лабораторная установка термического нанесения полупроводниковых соединений на охлаждаемые до -150°С подложки позволяет получать сверхчистые пленки. Создана сверхвысоковакуммная лабораторная установка получения тонких пленок методом лазерной абляции. Обе установки используются в научных целях, с перспективой на заказы для производства.
В интересах промышленности региона создана установка магнетронного напыления «Катод». На ней проведена глубокая модернизация: установлены три планарных магнетрона, система нагрева и поддержания температуры подложек до 400°С. Разработана управляемая микроконтроллером система сканирования подложками над магнетронами. Используются стандартные для микроэлектроники плоские подложки размером 60 х 48 мм. Использование трех одновременно работающих магнетронов позволяет получать наноразмерные, нанокристаллические, мультислойные, градиентные пленки полупроводников, полупроводниковых соединений, оксидов, нитридов, карбидов, а также композиты и квантовые точки в системах полупроводник-полупроводник, полупроводник-оксид. Их свойствами можно управлять, изменяя по программе от компьютера количеством сканов над соответствующими мишенями.
Помещая наночастицы узкозонных полупроводников (PbS, PbSe) в матрицу широкозонных полупроводников, получаем излучатель, приемник и узкополосный фильтр для ближнего инфракрасного диапазона. Это является основой для создания линейки селективных газовых датчиков (и газоанализаторов). Необходимый набор датчиков на разные газы – основа «электронного носа».
Также на «Катоде» разработана и изготовлена система для нанесения тонких пленок на цилиндрические изделия (токосъемники, сверла, фрезы, метчики и др.). Наличие трех магнетронов позволяет изготавливать многослойные наноструктурированные упрочняющие покрытия толщиной до 1 мкм в системах нитрид титана TiN-Cu, TiN-Ni, алюмонидрида титана (TiAlN) и ряда других.
Современная тенденция в разработке упрочняющих покрытий – наноструктурирование (размер зерен ~ 10 нм) и многослойность. Работа по нанесению покрытий TiN-Cu на электрические токосъемники ведутся для Ижевского радиозавода. Разработка магнетронного нанесения TiAlN на сверла ведется для ООО ПП «Ижтех».
Рассказ об установках и ноу-хау лаборатории тонкопленочной технологии будет продолжен.
