Zadania

1. MBE

Zakupiona aparatura będzie służyć wytwarzaniu struktur o obniżonej wymiarowości. Zwykle jest to kilka monowarstw (rzędu 5-10 nm) przemiennie z innym półprzewodnikami. W efekcie otrzymana zostaje struktura z jedną lub kilkoma studniami kwantowymi.

 2. TOF-SIMS

Aparatura ma służyć badaniu wyhodowanych warstw, określenie ich okresowości, rozmiaru, jednorodności składu itp.

Metoda pozwoli również określić precyzyjnie skład chemiczny.

3. SEM/FIB

Aparatura posłuży do badania warstw wyhodowanych w technologii MBE

i będzie uzupełniać pomiary o informacje na temat jakości powierzchni i warstw wierzchnich bez naruszenia materiału

1. MBE system (Molecular Beam Epitaxy - epitaksja z wiązek molekularnych)

MBE jest bardzo wyrafinowaną techniką osadzania cienkich warstw. Umożliwia ona osadzanie warstw rzędu nm o ściśle określonym składzie chemicznym i precyzyjnym rozkładzie profilu koncentracji domieszek. Możliwe jest to dzięki doprowadzaniu do podłoża składników warstwy oddzielnymi wiązkami molekularnymi. Całość procesu odbywa się w komorze ultrawysokiej próżni (Ultra High Vacuum - UHV) - ciśnienie rzędu 10^-9Pa. Typowe stanowisko MBE wyposażone jest w komórki efuzyjne Knudsena ze źródłami pierwiastków i związków z indywidualnymi mechanicznymi przesłonami oraz w RHEED. W metodzie osadzania wykorzystuje się głównie zjawiska fizyczne w celu otrzymania warstw epitaksjalnych. Precyzyjna inżynieria wykonywania tych próbek pozwoli na otrzymanie zakładanej „architektury” (celowo naprężone warstwy, z ostrym lub rozmytym interfejsem itp.) Dodatkowo zastosowanie sprzężonego MBE połączonego ze sobą umożliwi wytworzenie struktur na bazie materiałów AII-BVI a także AIII-BV, a następnie przenoszenia wytwarzanych warstw pomiędzy obiema komorami (w wysokiej próżni) i dalszej ich obróbki.

Każda komora ma zapewnić wzrost struktur na podłożach o średnicy ok. 3 cali i powinna mieć zapewnioną kontrolę jakości warstw. Blok grzejny podłoża ma spełniać dwie ważne funkcje: pozycjonować podłoże na przecięciu się różnych wiązek molekuł i atomów oraz ogrzewać go do temperatury wzrostu warstw.

Blok powinien  być obracany i pochylany w temperaturze rzędu 200÷1100°C.

Cały system ma zapewnić jednorodność temperatury lepszą niż 3^oC dla 3 cali,

Jednorodność domieszkowania, grubości warstw oraz składu lepszą niż 1 %

2. TOF-SIMS - Spektroskopia masowa jonów wtórnych (SIMS – Second Ion Mass Spectroscopy) z rejestracją czasu przelotu

Jest bardzo ważną metoda badania składu. Jony pierwotne o dobrze określonej i regulowanej energii padają na badana próbkę. W wyniku bombardowania następuje emisja elektronów, atomów i grup atomów zjonizowanych dodatnio lub ujemnie oraz fotonów. Zjonizowane cząstki poddawane są analizie stosunku m/q. Analizy (osobno dla jonów dodatnich

i ujemnych) dokonujemy w spektrometrze magnetycznym.

W pomiarze może uczestniczyć w zależności od potrzeby stosunkowo duża powierzchnia

(0.1 cm) bądź tez można przeprowadzać mikroanalizę powierzchni (skanowanie).

Parametry:

Średnica badanego materiału 200mm

Średnica wiązki padającej 1μm

Rozdzielczość głębokości 1nm

3. SEM/FIB - Skaningowa mikroskopia elektronowo- jonowa

Metoda dostarcza danych o topografii i składzie (fluorescencja) powierzchni. Obserwuje się obrazy z powierzchni rzędu nanometrów, przekształcone na obraz cyfrowy

Aparatura pozwala na odwzorowaniu obrazu badanej struktury z dokładnością lepszą niż 1 nm. Przy szerokim zakresie prądu próbnego 1pA-100nA

Parametry :

Rozmiary materiału badanego - 150 mm (średnica) oraz grubość 4mm

Rozdzielczość 1 nm, dla 1kV

Prąd próby 1pA-100nA

Napięcie przyspieszające 0,5-30kV

Pełna rozdzielczość obrazu 1280x960 pix

Prędkość skanowania 25/30 kl/s