Исследован процесс резки алмазированной проволокой крупноблочных слитков CdZnTe (КЦТ) на пластины. Определены оптимальные технологические режимы, позволяющие увеличить выход пластин из одного слитка до 30 % по сравнению с методом резки диском. Показано, что применение селективного травления после резки обеспечивает визуализацию дислокационной картины и служит надежным методом отбраковки подложечного материала на начальных этапах технологического маршрута.
The slicing of CdZnTe ingots using diamond wire cutting was investigated. Optimal process conditions were determined, enabling an increase of up to 30 % in the number of wafers obtained from a single ingot compared to the diamond saw cutting method. It is shown that the use of selective etching after slicing allows for the visualization of the dislocation pattern and serves as a reliable method for rejecting substrate material at the early stages of the manufacturing process.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
Таким образом, применение рассмотренных технологических решений оптимизирует технологический процесс производства пластин CdZnTe (211)B. Разделение крупноблочных слитков КЦТ на пластины при помощи метода резки алмазированной проволокой по сравнению с методом резки с использованием диска АВРК позволяет при сохранении целостности пластин отрезать более тонкие (1400 мкм против 2000 мкм) пластины-заготовки с меньшей глубиной нарушенного слоя, что способствует увеличению количества пластин, получаемых из одного слитка, вплоть до 30 %, а также снижает время последующей обработки.
Селективное травление для выявления пространственной неоднородности распределения дефектов с последующим расчетом плотности дислокаций дает возможность оценить пригодность пластины для дальнейших операций эпитаксиального роста, способствуя ранней отбраковке непригодных образцов, что создаёт основу для воспроизводимой входной аттестации подложек.
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
- Кульчицкий Н. А., Наумов А., Старцев В. / Электроника: Наука. Технология. Бизнес. 2020. № 6. С. 114.
- Rogalski A. Infrared Detectors. – USA: CRC Press, 2019.
- Кульчицкий Н. А., Мельников А. А. / Нано- и микросистемная техника. 2011. № 6. С. 9–16.
- Ergunt Y., Kabukcuoglu M. P., Balbasi O. B., Yasar B., Kalay Y. E., Parlak M., Turan R. / RAP Conference Proceeding. 2019. Vol. 4. P. 167–171. ISSN 2466-4626 (online).
- Смирнова Н. А. Разработка технологии изготовления подложек CdZnTe для выращивания гетероструктур CdHgTe/CdZnTe методом жидкофазной эпитаксии: дисс. канд. техн. наук. – М.: ФГУП «Гиредмед», 2007.
- Попович В. Д. и др. / Физика твердого тела. 2010. Т. 52. Вып. 12. С. 2312–2318.
- Stolyarova S. et al. / J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. Vol. 41. Р. 065402.
- Everson W. J., Ard C. K., Sepich J. L. / Journal of Electronic Material. 1995. Vol. 24. № 5. Р. 505–510.
- Madni I. Characterization of MBE-grown HgCdTe and related II-VI materials for next generation infrared detectors: Thesis for the degree Doctor of Science. – University of Western Australia, 2017.
- Capper P. Mercury Cadmium Telluride. Growth, properties and applications. – UK: Wiley, 2011.
- Kul’chickij N. A., Naumov A., and Starcev V., Elektronika: Nauka. Tekhnologiya. Biznes, № 6, 114 (2020) [in Russian].
- Rogalski A. Infrared Detectors. USA, CRC Press, 2019.
- Kul’chickij N. A. and Mel’nikov A. A., Nano- i mikrosistemnaya tekhnika, № 6, 9–16 (2011) [in Russian].
- Ergunt Y., Kabukcuoglu M. P., Balbasi O. B., Yasar B., Kalay Y. E., Parlak M., and Turan R., RAP Conference Proceeding 4, 167–171 (2019), ISSN 2466-4626 (online).
- Smirnova N. A. Razrabotka tekhnologii izgotovleniya podlozhek CdZnTe dlya vyrashchivaniya geterostruktur CdHgTe/CdZnTe metodom zhidkofaznoj epitaksii: diss. kand. tekhn. nauk. M., FGUP «Giredmed», 2007 [in Rus-sian].
- Popovich V. D. et al., Fizika tverdogo tela 52 (12), 2312–2318 (2010) [in Russian].
- Stolyarova S. et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 41, 065402 (2008).
- Everson W. J., Ard C. K., and Sepich J. L., Journal of Electronic Material 24 (5), 505–510 (1995).
- Madni I. Characterization of MBE-grown HgCdTe and related II-VI materials for next generation infrared detectors: Thesis for the degree Doctor of Science. University of Western Australia, 2017.
- Capper P. Mercury Cadmium Telluride. Growth, properties and applications. UK, Wiley, 2011.
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Исследование температурных зависимостей вольтамперных характеристик фотодиодов CdHgTe, изготовленных на подложках GaAs, Si и CdZnTe Маслюков Е. А., Болтарь К. О. 7
Влияние режимов синтеза на характеристики микрорезонаторов германия-кремния на толстом оксидном слое кремния Кукенов О., Дирко В. В., Лозовой К. А., Майер К., Ворсин О., Смородин К., Катренко В., Шабанов Г., Коротаев А. Г., Коханенко А. П. 13
Моделирование влияния напряжённого барьерного слоя InAlSb на селективный транспорт носителей в nBn-гетероструктуре InSb/InAlSb/InSbn Савин К. А., Кривобок В. С., Николаев С. Н. 19
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Эффективность генерации электронного пучка в высоковольтном аномальном тлеющем разряде постоянного тока в гелии, неоне и аргоне Бохан П. А., Гугин П. П., Лаврухин М. А., Закревский Д. Э., Шевченко Г. В. 25
Получение периодического распределения пузырьков газа и развитие электрического разряда в воде Панов В. А., Савельев А. С., Куликов Ю. М. 33
Процессы осаждения покрытий в газовом и вакуумном режимах работы планарной магнетронной распылительной системы Шандриков М. В., Окс Е. М., Черкасов А. А. 40
Влияние условий формирования пленок системы W-C при магнетронном распылении вольфрама с введением летучих углеводородов в плазменный разряд Кононов М. А., Савранский В. В. 46
Особенности динамики электрической дуги переменного тока и ее параметры в плазмотроне с воздушным дутьем Сафронов А. А., Дудник Ю. Д., Васильев М. И., Ширяев В. Н., Васильева О. Б., Никонов А. В., Наконечный Г. В. 53
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Влияние условий проволочной резки и селективного травления на структурное совершенство пластин-подложек CdZnTe 211(B) Малахин Г. П., Кондрахин А. С., Трофимов А. А., Царегородцев Д. О., Гришечкин М. Б., Андреева М. Ю., Кобыш А. Н., Будаев В. В., Михайлова Ю. С. 60
Моделирование параметров режима многопроволочной резки, обеспечивающего высокое качество поверхности пластин InSb (100) Нестюркин М. С., Подгорный Д. А., Молодцова Е. В., Комаровский Н. Ю. 68
Гибридные структуры интегральной фотоники для направленных микроисточников света на основе диэлектрических волноводов и фотолюминесцентных органических микрокристаллов Новиков В. Б., Батуев И. О., Майдыковский А. И., Мурзина Т. В. 77
Определение и сравнение содержания водорода в промышленных графитовых материалах Пахомов Е. П., Петровский В. П. 83 Деградация оптических свойств микропорошка ZnO, модифицированного наночастицами SiO2 при последовательном облучении электронами, протонами и квантами солнечного спектра Михайлов М. М., Каранский В. В. 88
ЭЛЕКТРОННЫЕ, ИОННЫЕ И ЛАЗЕРНЫЕ ПУЧКИ
Скорость осаждения и температура подложки при нанесении кремний-углеродных покрытий электронно-лучевым испарением карбида кремния Бурдовицин В. А., Нгон А Кики Л. Ж., Окс Е. М., Суховольский Ф. А. 93
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Определение оптимального объема синтетических данных для обучения нейросетей детектирования объектов (на примере YOLOv8) Берилло А. А. 98
Определение продольных и поперечных перемещений охлаждаемого пальца микрокриогенной системы Лобачев Е. П., Некрасов Г. И., Бабенко Д. Д., Семенченко Н. А., Полесский А. В., Банников М. В., Сорокин М. С. 103
ИНФОРМАЦИЯ
Правила для авторов 108
C O N T E N T S
PHOTOELECTRONICS
Researches of temperature dependencies in volt-ampere characteristics of CdHgTe photodiode grown on GaAs, Si, and CdZnTe substrates Masliukov E. A. and Boltar K. O. 7 The influence of growth modes on the characteristics of germanium-silicon microresonators on a thick silicon oxide layer Kukenov O., Dirko V. V., Lozovoy K. A., Maier X., Vorsin O., Smorodin K., Katrenko V., Shabanov G., Korotaev A. G., and Kokhanenko A. P. 13
Influence of a strained InAlSb barrier on electron and hole transport in an InSb-based barrier-diode heterostructure Savin К. А., Krivobok V. S., and Nikolaev S. N. 19
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
Electron beam generation efficiency in a high-voltage abnormal DC glow discharge in helium, neon, and argon Bokhan P. A., Gugin P. P., Lavrukhin M. A., Zakrevsky D. E., and Shevchenko G. V. 25
Gas bubbles chain in water and development of pulse electric discharge Panov V. A., Saveliev A. S., and Kulikov Yu. M. 33
Coating deposition processes in the gas and vacuum modes of a planar magnetron sputtering system Shandrikov M. V., Oks E. M., and Cherkasov A. A. 40
The influence of conditions of formation of films of the W-C system during magnetron sputtering of tungsten with the introduction of volatile hydrocarbons into the plasma discharge region Kononov M. A. and Savransky V. V. 46
Features of the dynamics of an alternating current electric arc and its parameters in an air-blown plasma torch Safronov A. A., Dudnik Yu. D., Vasilyev M. I., Shiryaev V. N., Vasilieva O. B., Nikonov A. V., and Nakonechnyi G. V. 53
PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS
The influence of wire cutting and selective etching conditions on the structural perfection of CdZnTe 211(B) substrate wafers Malakhin G. P., Kondrakhin A. S., Trofimov A. A., Tsaregorodtsev D. O., Grishechkin M. B., Andreeva M. Yu., Kobysh A. N., Budaev V. V., and Mihajlova Yu. S. 60
Modeling the parameters of the multi-wire cutting mode, ensuring high surface quality of InSb (100) wafers Nestyurkin M. S., Podgorny D. A., Molodtsova E. V., and Komarovsky N. Y. 68
Hybrid structures of integrated photonics for directional micro-light sources based on dielectric waveguides and photoluminescent organic microcrystals Novikov V. B., Batuev I. O., Maydykovskiy A. I., and Murzina T. V. 77
Determination and comparison of hydrogen content in industrial graphite materials Pakhomov E. P. and Petrovskiy V. P. 83
Degradation of the optical properties of ZnO micropowder modified with SiO2 nanoparticles under sequential irradiation with electrons, protons, and solar spectrum quanta Mikhailov M. M. and Karanskiy V. V. 88
ELECTRON, ION AND LASER BEAMS
Deposition rate and substrate temperature during deposition of silicon-carbon coatings by electron beam evaporation of silicon carbide Burdovitsin V. A., Ngon A Kiki L. J., Oks E. M., and Sukhovolsky F. A. 93
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
Determination of the optimal volume of synthetic data for training object detection neural networks (using YOLOv8 as an example) Berillo A. A. 98
Determining of the longitudinal and transverse displacements of a coldfinger in a cryocooler manufactured Lobachev E. P., Nekrasov G. I., Babenko D. D., Semenchenko N. A., Polesskii A. V., Bannikov M. V., and Sorokin M. S. 103
INFORMATION
Rules for authors 108
Другие статьи выпуска
Рассматривается задача определения минимального достаточного объёма синтетических данных для обучения нейросетей детектирования объектов в формате YOLO. Предложен подход к генерации размеченных синтетических изображений с использованием разработанного программного модуля Yolo Synthetic Data Generator. Проведено обучение трёх вариантов модели YOLOv8 (nano, small, medium) на датасетах различных размеров (от 100 до 10000 кадров). Оценка качества выполнена на пяти тестовых видеороликах по числу обнаруженных объектов и кадров с детекциями. Показано, что для моделей nano и small оптимальным является датасет объёмом 1000 кадров, для модели medium – 500 кадров. Дальнейшее увеличение датасета не приводит к значимому росту качества, но увеличивает вычислительные затраты. Полученные результаты могут быть использованы при разработке систем технического зрения, в том числе для автофокусировки на основе ROI
Кремний-углеродные покрытия приготовлены путем электронно-лучевого испарения карбида кремния. Нагрев подложек происходил за счет теплового излучения мишени. Установлено, что скорость осаждения и температура подложки обратно пропорциональны квадрату расстояния до мишени. Показано, что скорость осаждения одно-значно связана с температурой подложки. В отсутствие принудительного охлаждения ограничение скорости осаждения обусловлено тепловыми свойствами материала подложки, что следует учитывать при осаждении покрытия на легкоплавкие материалы
Исследована деградация интегрального коэффициента солнечного излучения as микропорощка mZnO, модифицированного наночастицами nSiO2 (mZnO/nSiO2), при последовательном облучении электронами (e–) с энергией 30 кэВ, протонами (p+) с энергией 5 кэВ и квантами солнечного спектра (КСС). Проведены расчеты коэффициента аддитивности (Kадд) для количественной оценки взаимного влияния различных видов излучений. Установлено, что в зависимости от видов излучений и последовательности облучения Kадд может быть меньше, равен и больше единицы.
Изучение содержания водорода в графитовых материалах актуально в связи с его возможным влиянием на физико-механические свойства этих конструкционных материалов, работающих при экстремально высоких температурах. Цель работы – прямое измерение содержания водорода в углеродных материалах (образцы до 1,0 г) и разработка простой методики его определения в промышленных графитовых материалах. Содержание водорода в графите, пиролитическом графите и углерод-углеродном композиционном материале (УУКМ) определено с помощью установки, включающей вакуумную камеру, лазер и осушитель газов (силикагель). Установлено, что материалы со-держат 3–5 ат.% (0,3–0,45 мас.%) водорода
Предложен подход к созданию активных структур, позволяющих реализовать направленные микроисточники света за счет сочетания в них (а) волновода с адаптером ввода/вывода излучения изготовленного методом двухфотонной лазерной печати, и (б) излучающего микрокристалла из органического красителя. Показано, что предложенное устройство обеспечивает как возбуждение фотолюминесценции (ФЛ) кристалла излучением, заводимым через волноводную структуру, так и вывод излучения ФЛ кристалла через волновод и адаптер. Эти возможности сохраняются и применительно к резонансным модам Фабри-Перо, возбуждение которых продемонстрировано для случая кристаллов органических красителей, близких по форме к параллелепипеду
Изучался вопрос расчёта условий проволочной резки и определения лимитирующих параметров для движения рабочего стола как одного их факторов, влияющих на параметры поверхности – такие, как прогиб пластины (BOW) и коробление пластины (WARP). Экспериментальная работа проводилась с определением необходимых для сегментирования участков поперечного среза монокристалла InSb, для каждого из которых был проведен расчёт скорости резки. Показано практическое подтверждение теоретических расчётов с эффективным изменением параметров поверхности.
Представлены результаты экспериментального исследования однофазного плазмотрона с кольцевыми электродами, функционирующего в диапазоне мощности до 10 кВт. Эксперименты проводились при варьировании массового расхода плазмообразующего газа (воздуха) в диапазоне до 3,2 г/с. Методика включала синхронную регистрацию осциллограмм тока и напряжения на дуговом разряде совместно с высоко-скоростной видеосъемкой электрической дуги. На основании полученных данных был определен характер привязки дуги и проведен комплексный анализ ее временных и пространственных характеристик. Оценка температуры плазмы осуществлялась ме-тодом оптической эмиссионной спектроскопии по относительной интенсивности линий меди Cu I. Расчеты позволили установить, что температура в зоне дугового разряда достигает значений порядка 7000 К
Представлены результаты экспериментального исследования формирования соединений WC в процессе магнетронного распыления вольфрама в среде углеводородов на поверхности стеклянной подложки. Установлено, что режим работы магнетрона влияет на формирование и структуру поверхности растущей пленки. В области напряжений, приложенных к вольфрамовой мишени, в плазме разряда происходит полная диссоциация всех используемых углеводородов. Свободный углерод растворяется в растущей пленке вольфрама. При относительно низких напряжениях на магнетроне в системе W-C формируются в основном две фазы – a-WC и W2C, с преобладанием WC. Повышение напряжения на магнетроне увеличивает скорость распыления и долю W2C. В работе приведена оценка изменения микроструктуры поверхности пленок WC и W2C методом атомно-силовой микроскопии – АСМ. Показана перспективность данного метода для получения соединений тугоплавких металлов с углеродом
Представлены результаты сравнительного исследования процесса осаждения покрытий в газовом и вакуумном режимах функционирования планарной магнетронной распылительной системы. В качестве модельного материала распыляемого катода-мишени использовалась медь. Показано, что в вакуумном режиме обеспечиваются более высокие скорости осаждения покрытий, улучшаются их адгезионные свойства и снижается шероховатость
Исследовано развитие электрического разряда в жидкости в присутствие распределенной газовой фазы. Показано, что процесс протекает иначе, чем в однофазной среде, вследствие более быстрых ионизационных процессов в газе. Установлено, что усиление электрического поля на полюсах приводит к увеличению числа пузырьков, вовлеченных в развитие разряда, и к эффективному расширению области ионизации. Однако численное моделирование объединения таких центров ионизации через жидкость в единый разрядный канал затруднено из-за многомасштабности вовлеченных в расчет процессов. Предложен новый способ генерации упорядоченных цепочек газовых пузырьков в воде на основе импульсного электролиза воды, и исследуется их влияние на развитие электрического разряда.
Проведено сравнительное исследование вольт-амперных характеристик (ВАХ) и энергетической эффективности генерации электронного пучка в высоковольтном аномальном тлеющем разряде постоянного тока в гелии, неоне и аргоне при напряжениях свыше 1000 В. Показано, что в сверхчистых условиях и при тщательном обезгаживании материала катода ВАХ приобретают немонотонный вид, а общая эффективность генерации электронного пучка достигает 80 % в гелии, 90 % в неоне и 40 % в аргоне. Полученные результаты открывают перспективы повышения эффективности генерации электронного пучка в существующих высоковольтных разрядных генераторах для применения в плазменных технологиях
Проведено моделирование nBn-гетероструктуры InSb/InAlSb предназначенной в инфракрасных фотоприемных устройствах среднего спектрального диапазона. Исследовано влияние параметров напряжённого барьерного слоя InAlSb на зонный профиль структуры и транспорт носителей заряда. Основное внимание уделено обеспечению селективного подавления электронного тока при сохранении эффективной дырочной проводимости, что является ключевым условием снижения темнового тока и повышения рабочей температуры фотоприемников. Моделирование выполнено в программной среде COMSOL Multiphysics. Проанализированы различные варианты дизайна барьерного слоя и определены конфигурации, обеспечивающие наиболее благоприятное соотношение барьерных свойств для основных и неосновных носителей заряда. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании InSb-фотоприемников на основе nBn-архитектуры для среднего инфракрасного диапазона
Определены зависимости структурных параметров германиевых микрорезонаторов, сформированных на окисленной кремниевой поверхности (средний размер островков, распределение размеров островков, отношение высоты островков к их диаметру и поверхностная плотность островков), от условий отжига после роста. Исследованы оптические характеристики полученных гетероструктур с микрорезонаторами. Продемонстрирована потенциальная возможность их использования в качестве поглощающих структур, а также антиотражающих покрытий для определенных длин волн. Предложены методы управления геометрическими и оптическими характеристиками ансамблей микрорезонаторов путем изменения параметров их эпитаксиального синтеза.
Исследованы температурные зависимости вольтамперных характеристик (ВАХ) фотодиодных структур на основе соединений CdHgTe (КРТ). Установлено влияние материала подложки для эпитаксиального роста на механизмы переноса заряда в полупроводниковых структурах. Показано, что КРТ фотодиоды на подложках Si обладают увеличенным током генерации-рекомбинации, по сравнению с фотодиодами, выращенными на подложках CdZnTe (КЦТ) и GaAs
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400