Криостат

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 300980 Бюллетень М 9 36Дата опубликования описания 300980 1)М )3 Р 25 Р 3/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения 7 ) Заявите 4) КРИОСТАТ 1етение относитсике,и касаетсяих исследованийиспользован каной физике при пи проведении наких исследованийой полупроводник бочая камера с образцом снабжена датчиком вакуума и температуры (2,Однако в известном криостате одновременно с исследованием физических5 свойств образца невозможно получениеобразцов в различных технологическихрежимах, а на образцах, полученныхвне криостата, в результате процессаокисления происходят необратимые из 10 менения свойств исходного слоя, чтосущественно влияет на достоверностьинформации, получаемой с таких образцов.Целью изобретения является соэда 15 ние криостата, позволяющего одновременно получать и исследовать физические свойства:образцов.Указанная цель дсжтигается тем,что рабочая камера снабжена перегород20 кой, установленной с возможностью поворота и разделяющей камеру на два отсека, первый из которых снабжен фланцами с размещенными на них прйставксй,термического напыления образцов и25 микронатекателемпри этом отсекисоединены между собой механизмом перемешения образца,Кроме того, первый отсек дополнительно снабжен манипуляторами ввода30 маски и раскрытия напылительной щели,я к криогейкриостата для который мок в экспериолучении обних комплексатак и в про овой технолоИзобрной технфизическжет бытьмен тальраз цовфизичесмышленнгииИзвестны конструкции криостатов, имеющие сосуд Дьюара, хладопровод, сорбционный насос, рабочую камеру с образцом, токовводы, окна и датчики вакуума и температуры 1).В таких криостатах съемный сорбент и рабочая камера соединяются через уплотнители, что существенно ухудшает вакуум и усложняет конструкцию, Кроме того, в момент замены сорбента криостат оказывается беэ сорбционногб насо са, что ухудшает вакуум в его рабочей камере.Известен криостат, содержащий корпус с рабочей камерой, сосуд Дьюара, два автономных сорбционных насоса, несущую направляющую, закрепленную корпусе и сообщающуюся с сосудом Дь ара хлддопроводом для подачи хладаг та и механизм перемещения образца. Ра вюен Р. И. Данилевич, В. М. Калюжный, Б. В. Ткачуки В. А. Цендровскийа второй отсек снабжен оптическипрозрачными окнами и устройством подвода электрических контактов к образцуНа .фиг. 1 изображен криостат общийвид; на фиг. 2 - сечение А-А нафиг. 1; на фиг, 3 - сечение Б-Б нафиг, 1; на фиг. 4 - сечение В-В нафиг. 1.Криостат состоит из сосуда Дьюара1, двух сорбционных насосов 2, сообщающихся с криостатом и системой откачки посредством вакуумных вентилей 3,4, хладопровода 5, снабженного сифоном 6 для подачи хладагента, и рабочей камеры 7,Рабочая камера 7 выполнена в видЕ 35разъемного параллелепипеда и конструктивно состоит из двух отсеков 8и 9: технологического 8 и измерительного 9, разделенных перегбродкой10 и соединенных механизмом 11 пере Омещения образца 12. Технологическийотсек 8 имеет два выступающих фланца13 с закрепленной приставкой 14 наних термического напыления, манипулятор 15 раскрытия напылительной щелк16, манипулятор 17 ввода маски в зону напыления й микронатекатель 18,Технологический отсек снабжен окнами19, 20 для наблюдения за ходом технологического процесса.Измерительный отсек снабжен окнами 3021 и 22, отводом 23 для крепленияэлектронной пушки, фланцем 24 длякрепления устройства 25 подводаэлектрических контактов к образцу.Кроме того, на корпусе рабочейкамеры закреплены привод 26 механизмаперемещения, два механизма 27 прижима верхней планки 28, система токовводов для подключения термопар, нагревательных элементов и датчиков ваку Оума,Механизм 11 перемещения образца12 включает в себя несущую направляющую 29, выполненную в виде ласточкиного хвоста со съемной верхней планкой 28, микровинт 30, подвижный держатель 31 образца 12, мембранный переходник 32 и привод 26.Перегородка между технологическими измерительным отсеками состоит изсобственно перегородки 10 и рукоятки33 управления и служит для защитыизмерительного отсека от попадания внего напыляемого вещества, т.е. перегородка предохраняет окна 21, 22и устройство 25 подвода контактов к 55образцу.Работа криостата заключается в приготовлении различного рода образцов ии измерения их физических свойств безнарушения вакуума и заданных условий щэксперимента.Работа криостата показывает примернанесения слоя полупроводникового ма теРиалаи произведение его комплексных исследований,Перед откачкой криостата над нагревательным элементом одного из напылительных устройств устанавливают бункер с веществом. После этого откачивают криостат и заливают хладагентом. После. достижения предельного вакуума = 5 х 10 ", мм рт. ст. производят процесс напыления. Для этого образец перемещают в технологический отсек и после достижения образцом заданной температуры включают прогрев нагревательного элемента, на который из бункера мелкими порциями поступает напыляемое вещество. С помощью манипулятора 17 открывают заслонку и перемещают образец механизмом перемещения вращением привода 26 вдоль раскрытой на небольшой зазор щели 16, причем скорость перемещения образца определяется заданным профилем толщины вдоль длины образца, После этого с помощью манипулятора 15 раскрывают щель 16 на максимальную ширину и в нужных местах через маску, вводимую с помощью манипулятора 17, методом термической возгонки наносят систему контактных площадок из металла.После нанесения слоев открывают перегородку спомощью рукоятки 33, перемещают образец в измерительный отсек и производят. измерение физических характеристик образца.При измерении пропускания и отражения образца луч света попадает на образец через окно 21. Прошедший через образец свет через окно 22, а отраженный через окно 21 попадают в систему регистрации.Для измерения фотолюминесценции образец облучают светом через окно 21, а вышедший из образца свет опять через окно 21 попадает в систему регистрации, Электро- и термолюминесценцию измеряют аналогично, только при этом свечение возбуждают приложенным напряжением и теплоМ.С помощью устройства 25 подвода контактов к образцу измеряют электропроводность и фотопроводимость, облучая при этом образец через окно 21.При этом измерение всеми этими методами можно производить не только на образцах, полученных при разных технологических режимах, но и в зависимости от последующих изменений условий работы. Так, мы можем облучать образцы потоком электронов, светом, лазерным излучением, производить термообработку,отжиг образцов, их окисление в различных средах и следить за изменениями, происходящими в слоях,После проведения нужных измерений образец при необходимости вновь перемещают в технологический отсек, где можно провести ряд технологических операций, а затем, переместив образец в измерительный отсек, провестиновый цикл измерениЯ,Предлагаемая конструкция криостата позволяет объединить технологический цикл изготовления образца и цикл 5 измерения в одно целое, а также проводить целый комплекс физических исследований в одних условиях. Это приводит к существенному выигрышу рабочего времени, экономии материальных и людских ресурсов при проведении научных исследований, при отработке технологических режимов и при контроле качества изделий. Так же, криостат позволит получить более богатую и достоверную Информацию об исследуемом или производимом объекте.формула изобретения201. Криостат, содержащий корпус с рабочей камерой, сосуд Дьюара,сорбционные насосы, несущую направляющую, закрепленную в корпусе и сообщающуюся с сосудом Дьюара при помощи хладопро вода, механизм перемещения образца и приборы контроля вакуума и температуры, отличающийс я тем,что, с целью одновременного получения и исследования физических свойствобразцов, рабочая камера снабжена перегородкой, установленной с возможностью поворота и разделяющей: камеруна два отсека, первый иэ которыхснабжен фланцами с размещенными наних приставкой термического напыленияобразцов и микронатекателем, при этомотсеки соединены между собой механизмом перемещения образца.2, Криостат по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем что первый отсекдополнительно снабжен манипуляторамиввода маски и раскрытия напылительной щели, а второй отсек снабжен оптически прозрачными окнами и устройством подвода электрических контактовк образцу,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Уайт Т.К. Экспериментальнаятехника низких температур. М., 1962,с. 176-178.2. Авторское свидетельство СССР9 406084, кл. Г 25 0 3/10, 1971.7 б 74 73 О 1 У гг 21 Составитель Г. Ольшанскаялипенко Техред М,Рейвес Е ектор В.Синицк Редактор 4 5 П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная илиа ТиражГосударлам иэоМосква аказ 7173/33 ВНИИПИ по де 113035, 75твенноретени Подписитета СССРрытийая наб. д коми и от аушс