Projekta “Mašīnbūves Kompetences centrs” identifikācijas numurs Nr.1.2.1.1/18/A/008 pētījuma Nr.2.1. “ Tehnoloģisko pētījumu ieviešana un optimizēta elektronu staru sildītāja izstrāde augstas tīrības materiālu ražošanai ” ietvaros tika izvirzīti divi mērķi:
– piemaisījumu avotu likvidēšana, kas iekļūst materiāla kausējumā jonu veidā, kas atrodas ap elektronu staru.
– elektronu staru novirzīšanas sistēmas izveide starp fokusēšanas spolēm un gāzes kameru, kas novērstu lēnu piemaisījumu daļiņu (jonizētu un nejonizētu) iekļūšanu silīcija (Si) augšanas kamerā.
1. Abi projekta mērķi ir sasniegti
1.1. Paaugstināta ESK procesā audzēto stieņu tīrība, no kuriem veiksmīgi pārbaudīti monokristāli. Alumīnija saturs stieņos tika samazināts 2,5 reizes (līdz 400 ppta), bet bora saturs gandrīz 2 reizes (līdz 200 ppta). Sasniegtie parametri nodrošina ierobežotu iespēju šos stieņus izmantot monokristālu ražošanā mikroelektronikai. Tajā pašā laikā pēc viena no svarīgākajiem parametriem, skābekļa satura, šie monokristāli ir ievērojami pārāki par sērijveida silīciju. Zināma priekšrocība ir arī pretestības radiālajā sadalījumā (saskaņā ar uzņēmuma ziņojumu, kas pārbaudīja no šiem stieņiem iegūtos monokristālus).
1.2. Iekārta ir pilnveidota, lai iegūtu augstas tīrības materiālus ar elektronu staru kausēšanu – ir noregulēts GDL, palielināta procesu tīrība un reproducējamība. Izstrādāts magnētiskās separācijas matemātiskais modelis un konstrukcija, kuras pamatā ir elektronu staru novirzīšanas sistēma starp fokusēšanas spolēm un gāzes kameru, lai novērstu piemaisījumu daļiņu (jonizētu un nejonizētu) iekļūšanu silīcija (Si) augšanas kamerā. Tādējādi ir izveidots pamats audzēto monokristālu tīrības tālākai palielināšanai.
2.Uz laboratorijas iekārtām tiek apgūts stieņu kvalitātes kontroles process, velkot kontroles monokristālu, ko var kontrolēt ar FTIR spektroskopiju, ko raksturo maksimāli sasniegtā izšķirtspēja svarīgākajiem silīcija piemaisījumiem. Risinājuma papildu priekšrocība ir iespēja to realizēt Rīgā, izmantojot esošo LU CFI aprīkojumu. Turklāt, izmantojot projektā pārbaudīto metodi, pamatojoties uz projektā eksperimentāli attīrītiem efektīvo piemaisījumu sadalījuma koeficientiem, šobrīd ir iespējams novērtēt no stieņiem izaudzēto monokristālu kvalitāti, kas ir arī pārdodamā prece.
3. Mehāniskās apstrādes iekārtu komplekss ir pielāgots izaudzētu stieņu apstrādei ar diametru līdz 250 mm, lai no tiem sagatavotu pjedestālus monokristālu audzēšanai
4. Pamatojoties uz iegūtajiem rezultātiem, vēlams izstrādāt metodiku dzelzs un vara piemaisījumu monitoringam silīcijā ar FTIR spektroskopiju, lai noteiktu to daudzumu kontroles monokristālos un, pamatojoties uz šiem datiem, novērtētu iegūto stieņu kvalitāti.
