МИТХТ им М В Ломоносова Зачётная работа по

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

МИТХТ им. М. В. Ломоносова Зачётная работа по дисциплине: «Защита интеллектуальной собственности и патентоведение» Тема работы: Студент гр. МТ-35 43 Шеремета Николай Александрович Руководитель работы, к. х. н. , доцент Ткачевская Елена Петровна 2011 г

Патентная информация: Номер патента: 2193610 Классы патента: C 30 B 31/20, C 30 B 29/06, H 01 L 21/263 Номер заявки: 2000124650/12 Дата подачи заявки: 27. 09. 2000 Дата публикации: 27. 11. 2002 Заявитель(и): Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им. В. И. Ленина; Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Энергоатоминвент" Автор(ы): Шевченко В. Г. ; Шмаков Л. В. ; Лебедев В. И. ; Чумаченко Г. А. ; Трунов В. А. ; Булкин А. П. Патентообладатель(и): Государственное предприятие Ленинградская атомная электростанция им. В. И. Ленина; Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Энергоатоминвент"

Патентная информация: Расшифровка индекса МПК: Раздел C - ХИМИЯ; МЕТАЛЛУРГИЯ C 30 B 29/06 С 30 В 31/20 C 30 – Выращивание кристаллов C 30 B – Выращивание монокристаллов; направленная кристаллизация эвтектик или направленное расслаивание эвтектоидов; очистка материалов зонной плавкой; получение гомогенного поликристаллического материала с определенной структурой; монокристаллы или гомогенный поликристаллический материал с определенной структурой; последующая обработка монокристаллов или гомогенного поликристаллического материала с определенной структурой; устройства для вышеуказанных целей C 30 B 29/00 – Монокристаллы или гомогенный поликристаллический материал с определенной структурой, отличающиеся материалом или формой C 30 B 29/06 – кремний С 30 В 31/00 – Способы диффузии или легирования монокристаллов или гомогенного поликристаллического материала с определенной структурой; устройства для этих целей. С 30 В 31/20 - легирование путем облучения электромагнитными волнами или облучения частицами

Патентная информация: Расшифровка индекса МПК: Раздел H – ЭЛЕКТРИЧЕСТВО H 01 L 21/263 H 01 - Основные элементы электрического оборудования H 01 L - Полупроводниковые приборы; электрические приборы на твердом теле, не отнесенные к другим классам или подклассам (использование полупроводниковых приборов для измерений G 01; резисторы вообще H 01 C; магниты, катушки индуктивности или индукторы, трансформаторы H 01 F; конденсаторы вообще H 01 G; электролитические приборы H 01 G 9/00; батареи, аккумуляторы H 01 M; волноводы, резонаторы или линии волноводного типа H 01 P; линейные соединители, токосъемники H 01 R; устройства стимулированного излучения H 01 S; электромеханические резонаторы H 03 H; громкоговорители, микрофоны, адаптеры или аналогичные электромеханические преобразователи звука H 04 R; электрические источники света вообще H 05 B; печатные схемы, гибридные /смешанные/ схемы, корпуса или конструктивные элементы электрической аппаратуры, изготовление блоков элементов электрической аппаратуры H 05 K; использование полупроводниковых приборов в схемах, имеющих специальное применение, см. подклассы по применению) H 01 L 21/00 - Способы и устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки полупроводниковых приборов или приборов на твердом теле или их частей H 01 L 21/263 - с высокой энергией

Предмет патентования: Изобретение относится к технологии нейтронно- трансмутационного легирования (НТЛ) кремния при промышленном производстве на энергетических реакторах типа РБМК, широко применяемого в технологии изготовления приборов электронной и электротехнической промышленности.

Описание изобретения: Образование (НТЛ) осуществляется по ядерной реакции: - Si 30(n, γ)Si 312. 62β ч. P 31 при облучении слитков кремния в ядерном реакторе потоком тепловых нейтронов, в результате которой в конечном итоге образуются ядра легирующей примеси фосфора. Распределение этих ядер следует за распределением флюенса тепловых нейтронов по объему слитков кремния. В технологии НТЛ к кремнию предъявляют жесткие требования по точности набора флюенса - 8 -10% или менее (количество образующихся ядер фосфора, а в конечном итоге заданное удельное сопротивление НТЛ кремния). Известен способ получения НТЛ кремния, включающий перемещение контейнера со слитками кремния по каналу реактора из одного крайнего положения в другое, в котором середина слитков совмещена с серединой выбранного участка для облучения. Недостатком этого способа является, то, что для достижения требуемой точности набора флюенса следует перед каждым облучением формировать нейтронное поле с помощью поглотителей и замедлителей тепловых нейтронов. Однако, если происходит изменение нейтронного поля в процессе облучения, то точность набора флюенса падает, что приводит к переоблучению или недооблучению кремния.

Недостатком этого способа является, то, что для достижения требуемой точности набора флюенса следует перед каждым облучением формировать нейтронное поле с помощью поглотителей и замедлителей тепловых нейтронов. Однако, если происходит изменение нейтронного поля в процессе облучения, то точность набора флюенса падает, что приводит к переоблучению или недооблучению кремния. Известен способ нейтронно-трансмутационного легирования кремния, включающий возвратно-поступательное перемещение не менее двух контейнеров со слитком кремния по каналу реактора через зону облучения по рассчитанному заранее дозно-временному регламенту. При смене направления движения контейнеров в зоне облучения должен присутствовать хотя бы один из контейнеров. После одного или нескольких циклов перемещения процесс облучения прерывают и производят смену контейнеров местами или замену по крайней мере одного из них. Скорость перемещения контейнеров является величиной переменной и зависит от требуемой величины флюенса. Данный способ является трудоемким, недостаточно производительным и не обеспечивает требуемой точности набора флюенса.

Известен также способ НТЛ кремния, включающий перемещение через канал ядерного реактора с постоянной скоростью непрерывно следующих друг за другом контейнеров большой протяженности со слитками кремния. В этом способе контейнеры загружают в канал реактора с одной стороны, а выгружают с другой. Главное и серьезное достоинство этого способа - это почти полное использование объема зоны облучения в канале для легирования кремния. Если пренебречь зазором между кремнием в соседних контейнерах, то получается, что весь объем канала и его зоны облучения заняты кремнием. Однако такой способ можно реализовать лишь на канале реактора, к которому возможен доступ с обоих торцов.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ нейтронно -трансмутационного легирования кремния [5], включающий возвратнопоступательное перемещение контейнера через зону облучения по каналу реактора и контроль за усредненным по длине слитков флюенсом нейтронов. Предварительно в канале реактора формируют нейтронное поле и вдоль канала выбирают участок, на котором распределение плотности потока тепловых нейтронов является четной функцией. В контейнере размещают слитки кремния общей длиной не более длины выбранного участка в канале. В процессе облучения контейнер со слитками перемещают по каналу из крайнего в положение, при котором середина длины слитков совмещена с серединой выбранного участка. После облучения половинным от требуемого флюенса нейтронов процесс облучения прерывают, контейнер разворачивают, меняя местами его торцы, и точно также дооблучают контейнер оставшимся флюенсом нейтронов. Недостатком этого способа является его трудоемкость, связанная с тем, что для достижения требуемой точности набора флюенса следует перед каждым облучением формировать нейтронное поле с помощью поглотителей и замедлителей тепловых нейтронов, а если происходит изменение нейтронного поля в процессе облучения, то точность набора флюенса падает, что приводит к переоблучению или недооблучению кремния.

Задачей, решаемой заявленным изобретением, является повышение точности набора флюенса, а в конечном итоге, получение заданного удельного сопротивления НТЛ кремния с точностью до 3% и снижение трудозатрат. Сущность изобретения состоит в том, что в способе нейтроннотрансмутационного легирования кремния, включающем циклическое облучение нейтронным потоком по дозно-временному регламенту контейнера со слитками кремния в канале ядерного реактора с известным исходным, но изменяющимся во времени высотным распределением плотности нейтронного потока, контроль за усредненным по длине слитка в контейнере флюенсом нейтронов, предложено вместе с легируемым кремнием в контейнере разместить несколько контрольных кремниевых шайб, облучение периодически прерывать, контейнер извлекать, производить отжиг контрольных шайб и измерения электрофизических параметров одной из них.

Операции облучения и измерения повторяют до получения требуемых электрофизических параметров у кремния, а время каждого последующего облучения определяют по формуле: tфакт=(t 1+ti), где ti=0, 7 t - первый цикл облучения; ti=(фо-фi)/ϕт(o)- последующие циклы облучения; tфакт - фактическое время облучения слитков кремния при циклическом облучении, с; t 1 - время облучения слитков кремния за 1 -й цикл облучения, с; ti - время облучения слитков кремния за i-й цикл облучения, с; t 0 - теоретически расчетное время облучения слитков кремния для набора расчетного флюенса, с; фо - расчетный флюенс облучения для достижения заданных электрофизических параметров кремния, см-2; фi - флюенс, набираемый слитками кремния при i-ом цикле облучения, см-2; ϕт(o)- плотность потока тепловых нейтронов, измеренная перед началом нейтронного облучения кремния, на основании которого рассчитывается to(n/см 2 с -1). Кроме того, предлагается первоначальное облучение проводить в течение времени, составляющем 60÷ 70% от расчетного, а время повторного облучения выбрать из интервала 20÷ 30% от расчетного.

В заявляемом способе реализуется метод последовательного статистического контроля и анализа процесса облучения кремния в реакторе с помощью контрольных кремниевых шайб, при этом время облучения кремния на каждом последующем этапе экспонирования определяют по предложенной зависимости, которая учитывает значение достигнутых электрофизических характеристик кремния и значения текущего высотного распределения плотности потока нейтронов в зоне облучения непосредственно перед началом очередного цикла облучения. Таким образом удается вести строго контролируемое по величине и во времени облучение кремния. Способ позволяет автоматически учесть влияние стенок контейнера и неоднородность исходных электрофизических характеристик данной конкретной партии кремния на достижение его конечных электрофизических характеристик. Вероятность передозировки кремния практически исключена, т. к. время облучения каждого последующего цикла непрерывно снижается и строго регламентируется. С учетом практики выполнения облучения рекомендуется облучение проводить на первом этапе в течение времени, составляющем 60÷ 70% от расчетного, а повторное - в течение 20÷ 30% времени от расчетного. Это исключает возможность передозировки.

Кремний, как полупроводниковый материал, характеризуется рядом электрофизических параметров, таких как: - удельное электрическое сопротивление (УЭС) ρ, - время жизни неосновных носителей заряда τ, - подвижность носителей заряда μ, - концентрация носителей заряда η. В результате облучения кремния тепловыми нейтронами по ядерной реакции концентрация вносимого при нейтронном легировании фосфора определяется по формуле: Np = Nsi • K 30 • σ30 • ϕт • t, где Nsi - концентрация атомов кремния в исходной смеси изотопов, ат/см 2 (5 • 1022); K 30 - относительное содержание изотопа Si 30 (0, 031); σ30 - - сечение активации, см 2 (0, 11 • 10 -24); ϕт- - плотность потока тепловых нейтронов n/(см 2 • с); t - время облучения, (с).

Вывод: В результате облучения кремния образуется некоторая концентрация фосфора, являющаяся легирующей примесью, которая и приводит к изменению удельного электрического сопротивления (УЭС) кремния. Таким образом, управляя плотностью потока тепловых нейтронов (ϕт) и временем облучения (t), можно управлять количеством образующейся концентрации фосфора (Np) и как следствие значением (УЭС).

Список литературы, использованной в патенте 1. Смирнов Л. С. и др. "Легирование полупроводников методом ядерных реакций", Новосибирск, Наука, 1981 г. , с. 138. 2. Новости физики твердого тела, выпуск 11, под редакцией Дж. Миза, "Нейтронное трансмутационное легирование полупроводников", Издво Москва, МИР, 1982 г. 3. Патент Российской Федерации RU 2008373 С 1, "Способ нейтроннотрансмутационного легирования кремния". 4. DЕ 2516514 А, Simens AG 21. 10. 1976 г. 5. Патент Российской Федерации RU 2089011 С 1, "Способ нейтроннотрансмутационного легирования кремния".

Использованные источники: http: //ru-patent. info http: //www 1. fips. ru http: //www. sibpatent. ru

Скачать презентацию МИТХТ им М В Ломоносова Зачётная работа по

Шеремета Н.А..pptx

Количество слайдов: 16