ipmash@ipme.ru | +7-812-321-47-78
пн-пт 10.00-17.00
ИПМаш РАН ИПМаш РАН

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт проблем машиноведения Российской академии наук

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт проблем машиноведения Российской академии наук

Лаборатория фазовых превращений обладает комплексом уникального научного оборудования (УНУ). В состав УНУ входит ультрафиолетовый эллипсометр J.A. Wollam VUV-VASE, требующий для своей работы атмосферу чистого азота. Этот эллипсометр имеет уникальные характеристики по определению качества, состава и политипа тонких плёнок и гетероструктур широкозонных полупроводников и является одним из нескольких экземпляров, действующих в Европе. Также в УНУ входят экспериментальные установки-реакторы для роста тонких плёнок методом замещения атомов, разработанные коллективом ИПМаш РАН. Приборы УНУ взаимодополняют друг друга, и в своей совокупности представляют единый комплекс для полной характеризации тонких плёнок, дающий возможность изучать за короткий промежуток времени: морфологию поверхности, толщины, механические свойства, электрические и электрооптические свойства, химический состав, структуру и кристаллическое совершенство.

Оборудование:


1. Ультрафиолетовый эллипсометр J.A. Woollam VUV-VASE

Входящий в состав УНУ ультрафиолетовый эллипсометр компании J.A. Woollam VUV-VASE® работает в диапазоне длин волн 146 – 1100 нм, что позволяет точно измерять оптические константы и толщины плёнок даже широкозонных полупроводников. Эллипсометр снабжен азотной станцией, поскольку требует для работы атмосферу чистейшего (99.99%) азота. Столь широкий спектральный диапазон позволяет получать полную информацию об оптических свойствах тонких плёнок и определять политип кристалла. Максимальный размер образца составляет 6см.

2. Азотная станция ПроВита

Азотная станция вырабатывает азот высокой чистоты (99.99%) для работы ультрафиолетового эллипсометра J.A. Woollam VUV-VASE.

3. Микрорамановский микроскоп Witec Alpha 300R

Микрорамановский конфокальный микроскоп Witec Alpha 300R является одним из лучших подобных приборов, существующих в мире, и обладает характеристиками, ограниченными лишь фундаментальными законами природы. Так, подвижный 3Д-пьезостол позволяет снимать рамановские спектры и строить 2D и 3D карты по ним с латеральным разрешением до 250 нм и вертикальным до 900 нм. Методика является неразрушающей и позволяет определить локальный состав, механические напряжения, а также кристаллическое качество образца. Длина волны возбуждающего лазера 532 нм. Максимальный размер образца – 2.5 × 2.5 × 1 см, весом до 100 грамм.


4. Наноиндентор NanoTest 600

Наноиндентор NanoTest 600 измеряет твердость, модуль упругости и деформационные характеристики твердых тел. Прибор имеет два механизма индентирования для разных нагрузок: наномаятник позволяет прикладывать нагрузку от 0.3 нН до 500 мН к геометрически аттестованной алмазной пирамиде Берковича и фиксировать глубину ее проникновения в исследуемый материал от 0.001 нм до 50 мкм; микромаятник может создавать нагрузку до 30 Н и фиксировать глубину проникновения до 50 мкм или более. Максимальные размеры исследуемых образцов 30 × 30 × 30 мм в трех основных направлениях.

5.Эллипсометр J.A. Woollam M-2000RCE

Основным применением эллипсометрии является характеризация толщины пленки и оптических констант. М-2000 является одним из лучших в своем классе. Этот прибор измеряет толщины пленкок от суб-нанометров до десятков микрон и оптических свойств от прозрачного до поглощающих материалов. С помощью этого инструмента можно охарактеризовать любые типы тонких пленок: диэлектрических, органических, полупроводниковых, металлических и др. Широкий спектральный диапазон (370–1000 нм) и переменный углом наклона позволяет использовать М-2000 для диагностики многослойных структур. Эллипсометр оснащен полностью автоматической системой съема данных и моторизованным предметным столом, что позволяет осуществлять 2D картирование образца, и судить как о качестве нанесённой плёнки, так и её однородности. Для исследований подходят даже крупные (до 6 дюймов) подложки.


6. Атомно-силовой и сканирующий туннельный микроскопы Nanosurf EasyScan

Атомно-силовой микроскоп EasyScan (AFM system) позволяет сканировать рельеф поверхности образцов с высотой неровности до 100 мкм. Микроскоп сканирует площадь до 100 мкм2 с разрешением 1 × 1 × 1 нм в трех основных направлениях. Максимальные размеры исследуемых образцов 47 × 12 × 8 мм в трех основных направлениях.

Сканирующий туннельный микроскоп EasyScan (STM system) способен регистрировать неровности на поверхности высотой до 500 нм. Микроскоп сканирует площадь до 500 нм2 с разрешением 7.6 × 7.6 × 3.1 пм в трех основных направлениях. Исследуемые образцы могут иметь размер до 10 мм в диаметре и толщину до 3 мм.


7. Измеритель упругих напряжений в тонких плёнках FLX-2320-S

Прибор измеряет радиус кривизны (от 2 м до 33 км) пластин диаметром до 200 мм по углу отражения сканирующего лазерного луча с минимальным шагом 0.02 мм (используются два твердотельных лазера GaAlAs с длинами волн 670 нм и 750 нм). Вращая пластину, можно получить интерполированную 3D картину её формы. При известных упругих константах и толщинах плёнок и подложки по формуле Stoney определяются механические напряжения в плёнках, вызывающие изгиб подложки. Толщины плёнок обычно измеряются эллипсометром, но могут быть найдены FLX-2320-S по зависимости кривизны пластины от температуры при известных коэффициентах теплового расширения. Прибор позволяет нагревать образцы до 500 °C и охлаждать жидким азотом до -65 °C. Разная скорость нагревания позволяет исследовать пластическую диффузионную релаксацию напряжений в зависимости от времени.


8. Оптический профилометр Zygo New View 6000

Zygo New View 6000 – оптический интерферометр (профилометр), является мощным инструментом для характеризации и количественного анализа шероховатости поверхности, высот ступенек, и других топографических особенностей поверхности образца с отличной точностью. Все измерения являются неразрушающим, быстрыми, и не требуют подготовки образца. Снимаемый профиль высот лежит в диапазоне от <1 нм до 200 мкм, и происходит за время порядка 10 секунд, независимо от текстуры поверхности, увеличении объектива или высоты рельефа. Прибор позволяет строить 3D-карты поверхности с латеральным разрешением порядка 1 мкм.


9. Стенд для изучения электрооптических свойств кристаллов и тонких плёнок

Стенд включает в себя оптический стол, снабженный системой фокусировки и имитатором дневного света, и позволяет измерять электрооптические свойства образцов. С помощью него можно фокусировать световое пятно диаметром 2 мм разной интенсивности на поверхность образца, измерять фототок и строить вольт-амперные диаграммы до 30 В. Оптические фильтры позволяют освещать образец светом в регулируемом диапазоне длин волн 300 – 800 нм, а также выделять отдельные узкие гармоники.

10. Промышленная печь Nabertherm для получения больших пластин карбида кремния на кремнии

Реактор для роста больших пластин карбида кремния размером до 6 дюймов при заранее заданных с помощью компьютера условиях.

11. Экспериментальный реактор для получения пластин карбида кремния на кремнии

Автоматизированный реактор, позволяющий выращивать пластины карбида кремния на кремнии размером до 1.5 дюймов с компьютерным управлением. Разработан и построен коллективом ИПМаш РАН.

Используя этот сайт, вы соглашаетесь с тем, что мы используем файлы cookie.