В соответствии с ныне действующим учебным планом, типовыми и рабочими программами факультет имеет полный комплекс учебных и учебно-научных лабораторий, удовлетворяющих действующим нормативам. Общая площадь, закрепленная за факультетом составляет 1600 м2. На факультете имеются 23 учебных и учебно-научных лабораторий, в том числе 14 учебных лабораторий по общенаучным и профилирующим дисциплинам, 5 – по дисциплинам специализаций и 4 – учебно-научных лаборатории. Все учебные лаборатории оснащены современным оборудованием и приборами, а учебно-научные – уникальными дорогостоящими установками
Модифицированная установка УВН-2Р
Установка ориентированна на проведение технологических процессов в вакууме порядка 10-6 мм рт. ст., а также в контролируемой среде по составу и давлению с применением спектрально-чистых технологических газов Ar, N2, O2. Вакуумная камера установки, включает систему термического распыления резистивного типа и магнетронную распылительную систему на постоянном токе, системой подогрева подложек некогерентным светом, системой ионной очистки подложек. Характеристики магнетрона: напряжение Umax=1000B, ионный ток Imax=5A, мощность Р= 1,5 кВт, рабочее давление 0,06 – 0,66 Па, конфигурация магнетрона –кольцевой тип. Характеристика силового блока резистивного испарителя: ток Imax=675 A, напряжение Umax=32B, мощность Р=2 кВт. Характеристика источника подогрева подложек: галогенная лампа( напряжение 220В, мощность Р=1 кВт) – обеспечивает разогрев подложек до 3500С. Установка позволяет контролируемо получать одно – и многокомпонентные проводниковые, полупроводниковые и диэлектрические пленки толщиной от 50 нм до десятков микрон. Многокомпонентные пленки получают при магнетронном распылении с применением составных мишеней, прессованных порошковых мишеней сложного состава и реакционной плазмы, а при термическом методом дискретного испарения. Проведение процессов на данной установке обеспечивает выполнение качественных показателей отвечающих современным требованиям предъявляемым к пленочным технологиям ориентированным на создание изделий микро- и наноэлектроники.
Дифрактометр медленных электронов – II, совмещенный с электронным оже-спектрометром
Предназначен для комплексного анализа поверхности твердых тел методами электронной оже-спектроскопии (ЭОС), дифракции медленных электронов (ДМЭ) и спектроскопии характеристических потерь энергии электронов (СХПЭЭ). Дифрактометр дает информацию об атомной структуре, электронных свойствах и химическом (элементном) составе поверхности, а также о распределении химического элемента по глубине твердого тела.
Микроскоп Latimet Automatic
Световой микроскоп на отраженном и проходящем свете для исследования в светлом и темном поле. Микроскоп оснащен телевизионной приставкой с блоком автоматического контроля линейных размеров на поверхности в диапазоне увеличений 50Х – 1000 Х. Используется для измерения характеристических размеров микроструктур и исследования морфологии пленок.
Погрешность измерения:- в диапазоне от 1 до 20 мкм – ±0,05 мкм,
– в диапазоне свыше 20 мкм – ±0,1 мкм.
Бесконтактный оптический прибор, предназначен для измерения параметров шероховатости полированных и доведенных поверхностей, а также для измерения толщин пленок (высоты уступов, образованных краем пленки и подложки).
Технические характеристики:
• Диапазон измерения параметров шероховатости Rmax и Rz и толщины пленок: 0,1…0,8 мкм
• Увеличение при визуальном наблюдении, 500 крат.
• Линейное поле зрения в пространстве предмета 0,3 мм.
МИИ-4 традиционно используется в микроэлектронных технологиях толщин и морфологических особенностей металлических, полупроводниковых и диэлектрических пленок
Спектрофотометры СФ-16, СФ-26, СФ-46
Спектрофотометры предназначены для измерения коэффициента пропускания(оптической плотности) жидких и твердых веществ в области спектра 180…1200нм.
Микроскоп «VELOMET»
Позволяет проводить исследования жидких и твердых тел в поляризованном свете. Дает увеличение до 2000 раз, позволяет определять толщину прозрачных и не прозрачных пленок.
Установка для автоматической регистрации спектров отражения
Установка позволяет проводить измерения абсолютных и относительных коэффициентов отражения металлов и сплавов в твердом и жидком состояниях в широком интервале температур, концентраций и частот.
Установка вакуумного напыления (УВН-2М)
Обеспечивает проведения процесса контролируемого осаждения металлических пленок (НЕ тугоплавких) с использованием резистивного нагрева. Установка снабжена карусельной системой загрузки подложек, которые могут быть нагреты до 4000С
Эллипсометр ЛЭФ-3М-1
Элипсометр предназначен для измерения состояния поляризации монохроматического светового пучка, которое определяется по углам поляризатора, компенсатора и анализатора.
Решаемые задачи
1. определения показателя преломления и поглощения (оптически постоянных) материалов (в твердом и жидком состояниях);
2. Определения оптических постоянных и толщины прозрачных диэлектрических пленок на поверхности полупроводников и слабо поглощающих свет пленок на различных подложках;
Исследование шероховатости поверхностей.
3. Исследование шероховатости поверхностей.
Мультимодовый сканирующий зондовый микроскоп Solver P47
Физико-химические исследования:
• исследование поверхностных и адгезионных сил на «сухих» и «мокрых» поверхностях;
• исследование вязкоупругих свойств твердых тел;
• коррозия и механизмы коррозии;
• поиск материалов с супернизким трением;
• исследование механизма трибоэлектризации и природы трибологической последовательности;
• трибохимия и электрохимия материалов и покрытий;
• исследование тепловых свойств материалов;
• исследование ферроэлектрических и ферромагнитных материалов и покрытий;
• исследования Ван-дер-Ваальсовых и электростатических сил;
• механизмы диссипации энергии в наноконтактах.
Области практического применения:
• структура и качество промышленных материалов : древесина, полимеры и полимерные материалы, кабельная изоляция, металлические покрытия, резина;
• поверхность активных областей металлорежущих инструментов и деталей, подшипников и т.д.;
• последствия ионного, электронного и Х-облучения материалов;
• деградация изделий микроэлектроники;
• метрология;
• сертификация товаров, штрих –кодирование;
• криминалистика.
Установка вторично-ионной масс-спектрометрии (ВИМС)
Установка вторично-ионной масс-спектрометрии предназначена для изучения пространственного распределения элементов и их изотопов по глубине металлических, полупроводниковых и диэлектрических материалов. В зависимости от задачи исследования могут изучаться как наноразмерные поверхностные слои, так и распределение компонентов по глубине образца до ~ 1 мкм с разрешением по глубине ~ 1 нм для предельно тонких слоев и ~ 20 нм для толстых слоев. Установка снабжена монопольным масс-спектрометром. Предел обнаружения и разрешение масс-спектрометра составляют 10–5 % и 0,5 а.е.м., соответственно. Диапазон измеряемых масс составляет от 1 до 250 а.е.м. Исследования проводится в вакууме ~ 10–8 Па. Вакуумная откачка трехступенчатая (предварительная, высокая и сверхвысокая – криогенная). Для перезагрузки образцов предусмотрена шлюзовая камера с турелью на 6 позиций. Время перезагрузки, включая откачку ~ 10 мин. Для распыления поверхности, в зависимости от образцов и задач исследования, могут использоваться водород, гелий, кислород, неон, аргон и др. газы. Два источника ионов представляют собой ячейки Пеннинга с холодным катодом. Они формируют монокинетический пучок положительных ионов с энергией от 0,5 до 5 кэВ при токе пучка от 0,1 до 100 мкА. При соответствующем подборе энергии ионов и плотности тока на образец можно достичь скорость распыления поверхности исследуемого образца от 0,5 до 10 нм/мин.
Установка спектроскопии обратно рассеянных ионов низкой энергии (СОРИНЭ)
Установка спектроскопии обратно рассеянных ионов низкой энергии (СОРИНЭ) предназначена для изучения азимутального и радиального энергетического распределений ионов, рассеянных поверхностью монокристалла в процессе контролируемой бомбардировки ее ионами с энергией от ~ 50 эВ до ~ 4 кэВ. Источник ионов с ионизацией электронным ударом работает на остаточном газе. В качестве рабочего газа, в зависимости от образца и задач исследования, используются водород, гелий, неон, аргон и др. угол расхождения колимированного пучка ионов 0,5°. Немонокинетичность первичных ионов составляет 0,5 %. Регистрация рассеянных ионов проводится 127-градучным энергоанализатором Юза-Рожанского с апертурным углом 0,5°. Угол падения первичных ионов (от нормали к поверхности образца) и угол анализатора изменяются от 0 до 80°. Вращение предметного столика с образцом по азимуту на 360°. В предметный столик вмонтированы нагреватель и термопара. Предусмотрено нанесение на образец субмонослойных покрытий из эффузионного источника Кнудсена. Объектами исследования могут быть монокристаллы металлов, диэлектриков и полупроводников. Результаты исследования позволяют рассчитать элементный состав, структуру расположения атомов, атомную шероховатость, дефектность структуры первого атомного слоя исследуемого кристалла. Исследования проводятся в сверхвысоком вакууме ~ 10–11 Па, Откачка трехступенчатая (предварительная безмаслянная, высокая и сверхвысокая).
Устройство для изучения вторичной эмиссии электронов с поверхности диэлектриков
Устройство для изучения характеристик вторичной эмиссии электронов позволяет исследовать вторично-эмиссионные свойства поверхности диэлектрических материалов при облучении электронами низких и средних энергий. Объектами исследований могут быть оксидные, нитридные, карбидные и др. материалы в моно- и поликристаллическом, стеклообразном состоянии с диэлектрическими, полупроводниковыми или проводящими свойствами. Исследование характеристик вторичной эмиссии проводятся по импульсной методике одиночными или периодическими импульсами длительностью от 10−7 до 10−2 с при скважности от 102 до 106. Пучок первичных электронов имеет диаметр 18 мм и амплитуду импульсов тока от 10−6 до 10−2 А. Измерения проводятся в сверхвысоком вакууме (10–8 мм рт. ст.). Восстановление или иные химические превращения поверхностного слоя проводятся непосредственно в измерительной вакуумной камере путем контролируемого напуска водорода или иных газов и изотермического отжига образцов в этой среде при температурах от комнатной до 600 °С. Установка оснащена измерителем парциальных давлений для измерения скорости газовыделения и количества выделившихся газов.
Установка для плазменной обработки поверхности материалов
Установка для обработки поверхности диэлектрических, полупроводниковых и металлических материалов вакуумной электроники предназначена для облучения поверхности материалов протонами и ионами других газов с целью очистки и специальных обработок поверхности, таких как восстановление оксидных материалов и др., в постоянном либо высокочастотном электрическом поле. Реактор установки изготовлен из кварцевой трубы диаметром 45 мм, в которой размещаются обрабатываемые образцы (диски, цилиндры параллелепипеды и др.). После откачки до давления 10−5 мм рт. ст. в реактор производится контролируемый напуск водорода от генератора водорода высокой чистоты (ГВВЧ-1) или инертного газа (аргона или др.). Режимы и параметры ионно-плазменной обработки поверхности подбираются в зависимости от материала и целей обработки (чистота полировки, химическая модификация и др.).
Установка для изучения электропроводности диэлектриков
Установка для изучения электропроводности диэлектриков предназначена для измерения электропроводности и ее температурной зависимости диэлектрических материалов с разделением объемного и поверхностного каналов протекания электрического тока. Измерения производятся в высоком вакууме при температурах от комнатной до 600 °C. Размеры измеряемых образцов 25×25×1 мм. Для разделения объемной и поверхностной электропроводности используется трехконтактная схема подключения измеряемого образца, включающая цепь охранного электрода. Для подсоединения образца к измерительной схеме на образец должны быть нанесены (методом напыления или подобным) металлические контактные электроды
Установка для изучения газовыделения вакуумных материалов
Установка для изучения газовыделения вакуумных материалов предназначена для измерения парциальных и интегральных газовых потоков выделяющихся из материалов и изделий вакуумной электроники при термическом отжиге либо при электронном облучении их поверхности. Установка ориентирована на изучение газоэмиссионных свойств стекол для вакуумной электроники, но может быть применена для исследования любых вакуумных материалов. Измерения производятся в сверхвысоковакуумной камере с безмаслянной откачкой. Предельный вакуум в измерительной камере соответствует давлению 10−9 мм рт.ст. максимальная температура образца 600 °C. Измерение газовых потоков производится омегатронным и квадрупольным измерителями парциальных давлений. Токовая чувствительность (минимально регистрируемый ионный ток 10−13 А. Диапазон регистрируемых газовых потоков от 10−9 до 10−4 л×торр./с. Установка позволяет изучать следующие характеристики газовыделения: интегральное и парциальные давления в системе; масс-спектры газовыделения в диапазоне массовых чисел от 1 до 100 а.е.м.; интегральные и парциальные газовые потоки; интегральные и парциальные количества газа, выделившиеся за время эксперимента.
Установка электронной оже-спектрометрии (ЭОС)
Установка предназначена для комплексного анализа поверхности тел в твердом и жидком состояниях методом электронной оже-спектроскопии. Модернизированная установка ЭОС включает в себя сверхвысоковакуумный модуль с системного шлюзования, рабочую камеру, приборы питания, измерительную и вычислительную аппаратуру, обеспечивающую выбор метода, управления и контроль за ходом эксперимента, сбор и накопление первичной информации, а также последующую систематическую обработку. Установка сконструирована на базе сверхвысоковакуумного агрегата с двумя ступенями откачки и позволяет получать вакуум в камере спектрометра ~10-8 Па. Рабочая камера установки представляет собой цилиндр из нержавеющей стали Х18Н10Т объемом 15 литров. В установке предусмотрена возможность создания контролирующих газовых сред в камере оже-спектрометра для изучения влияния адсорбированных слоев на сегрегацию в бинарных металлических системах в качестве источника возбуждения в установке используется электронная пушка, позволяющая формировать электронный пучок диаметром 0,5-1 мм., при токе 10-100 мкА. Для выделения пиков оже-электронов и регистрации их энергетического положения используется электростатический анализатор с электронно-оптической схемой. Уровень помех в приемном тракте составляет ~1 мкВ. и другие.
