Инженеры СПбПУ создали отечественную установку вакуумного магнетронного осаждения

Специалисты Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (НЦМУ СПбПУ) создали импортозамещенную установку вакуумного магнетронного осаждения.

Вакуумное магнетронное осаждение металлов — это технология нанесения тонких слоев металла на поверхность различных материалов. Она позволяет получить покрытия заданной толщины, которые могут использоваться в качестве маскирующего, проводящего или диэлектрического материала в микроэлектронике, оптоэлектронике, фотовольтаике, при создании защитных и декоративных покрытий, а также инструментов различного назначения — от автомобилестроения до медицины.

Инженеры НЦМУ СПбПУ разработали лабораторную установку вакуумного магнетронного осаждения, предназначенную для осаждения металлов на подложки из кремния, диоксида кремния, карбида кремния и других материалов, которые используются в полупроводниковой промышленности.

Ключевую роль в процессе магнетронного осаждения играет мишень, так как она 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 толщиной от 10 нм до десятков мкм.

Созданная установка является полностью отечественной разработкой, которая способна заменить широко используемые комплексы иностранного производства. По словам ученых, с помощью разработок, применяемых при изготовлении магнетрона, можно модернизировать уже имеющееся оборудование либо в короткие сроки — 3–4 месяца при поставке базового вакуумного магнетрона и 9 месяцев в случае разработки магнетрона под более сложные технические требования — обновить оборудование на мелкосерийных предприятиях, эксплуатируемое еще с советского периода.

«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.

Установка вакуумного магнетронного осаждения будет представлена на IV Конгрессе молодых ученых в Сочи.

Справка:

 

Научный центр мирового уровня (НЦМУ) «Передовые цифровые технологии» был создан в 2020 году в рамках национального проекта «Наука» на базе консорциума из 4 организаций:

•        Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (координатор консорциума),

•        Санкт-Петербургский государственный морской технический университет,

•        Тюменский государственный университет,

•        НИИ гриппа имени А.А. Смородинцева Минздрава России.