Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики

Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики

Пленки ZnO получены методом магнетронного ВЧ-распыления. Применялось дополнительное магнитное поле, создаваемое магнитной системой, помещенной за подложкодержателем....

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2006
Автори: Белянин, А.Ф., Кривченко, В.А., Лопаев, Д.В., Павлушкин, Л.В., Пащенко, П.В., Пирогов, В.Г., Поляков, С.Н., Суетин, Н.В., Сушенцов, Н.И.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2006
Назва видання:Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Теми:
Технологические процессы и оборудование
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53399
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики / А.Ф. Белянин, В.А. Кривченко, Д.В. Лопаев, Л.В. Павлушкин, П.В. Пащенко, В.Г. Пирогов, С.Н. Поляков, Н.В. Суетин, Н.И. Сушенцов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 48-55. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-53399
record_format dspace
spelling irk-123456789-533992014-01-20T03:11:06Z Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики Белянин, А.Ф. Кривченко, В.А. Лопаев, Д.В. Павлушкин, Л.В. Пащенко, П.В. Пирогов, В.Г. Поляков, С.Н. Суетин, Н.В. Сушенцов, Н.И. Технологические процессы и оборудование Пленки ZnO получены методом магнетронного ВЧ-распыления. Применялось дополнительное магнитное поле, создаваемое магнитной системой, помещенной за подложкодержателем. 2006 Article Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики / А.Ф. Белянин, В.А. Кривченко, Д.В. Лопаев, Л.В. Павлушкин, П.В. Пащенко, В.Г. Пирогов, С.Н. Поляков, Н.В. Суетин, Н.И. Сушенцов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 48-55. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53399 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Технологические процессы и оборудование
Технологические процессы и оборудование
spellingShingle Технологические процессы и оборудование
Технологические процессы и оборудование
Белянин, А.Ф.
Кривченко, В.А.
Лопаев, Д.В.
Павлушкин, Л.В.
Пащенко, П.В.
Пирогов, В.Г.
Поляков, С.Н.
Суетин, Н.В.
Сушенцов, Н.И.
Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description Пленки ZnO получены методом магнетронного ВЧ-распыления. Применялось дополнительное магнитное поле, создаваемое магнитной системой, помещенной за подложкодержателем.
format Article
author Белянин, А.Ф.
Кривченко, В.А.
Лопаев, Д.В.
Павлушкин, Л.В.
Пащенко, П.В.
Пирогов, В.Г.
Поляков, С.Н.
Суетин, Н.В.
Сушенцов, Н.И.
author_facet Белянин, А.Ф.
Кривченко, В.А.
Лопаев, Д.В.
Павлушкин, Л.В.
Пащенко, П.В.
Пирогов, В.Г.
Поляков, С.Н.
Суетин, Н.В.
Сушенцов, Н.И.
author_sort Белянин, А.Ф.
title Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики
title_short Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики
title_full Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики
title_fullStr Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики
title_full_unstemmed Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики
title_sort наноструктурированные пленки zno для устройств микроэлектроники и оптики
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate 2006
topic_facet Технологические процессы и оборудование
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53399
citation_txt Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики / А.Ф. Белянин, В.А. Кривченко, Д.В. Лопаев, Л.В. Павлушкин, П.В. Пащенко, В.Г. Пирогов, С.Н. Поляков, Н.В. Суетин, Н.И. Сушенцов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 48-55. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv AT belâninaf nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustrojstvmikroélektronikiioptiki
AT krivčenkova nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustrojstvmikroélektronikiioptiki
AT lopaevdv nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustrojstvmikroélektronikiioptiki
AT pavluškinlv nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustrojstvmikroélektronikiioptiki
AT paŝenkopv nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustrojstvmikroélektronikiioptiki
AT pirogovvg nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustrojstvmikroélektronikiioptiki
AT polâkovsn nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustrojstvmikroélektronikiioptiki
AT suetinnv nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustrojstvmikroélektronikiioptiki
AT sušencovni nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustrojstvmikroélektronikiioptiki
first_indexed 2025-07-05T04:48:32Z
last_indexed 2025-07-05T04:48:32Z
_version_ 1836781051050983424
fulltext 48 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6 Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 22.05 2006 ã. Îïïîíåíò ä. ò. í. Â. Â. ÁÀÐÀÍΠ(ÁÃÓÈÐ, ã. Ìèíñê) Ïëåíêè ZnO ïîëó÷åíû ìåòîäîì ìàãíå- òðîííîãî Â×-ðàñïûëåíèÿ. Ïðèìåíÿëîñü äîïîëíèòåëüíîå ìàãíèòíîå ïîëå, ñîçäà- âàåìîå ìàãíèòíîé ñèñòåìîé, ïîìåùåí- íîé çà ïîäëîæêîäåðæàòåëåì. Îêñèä öèíêà � øèðîêîçîííûé ïîëóïðîâîäíèê, îáëàäàþùèé óíèêàëüíîé êîìáèíàöèåé îïòè÷åñêèõ è ýëåêòðîôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ. Ïëåíêè ZnO íàõîäÿò ïðèìåíåíèå â óñòðîéñòâàõ îòîáðàæåíèÿ èíôîðìàöèè (ñâåòîäèîäû, ïðîçðà÷íûå ïðîâîäíèêè), ñîëíå÷íûõ áàòàðåÿõ, óñòðîéñòâàõ íà ïîâåðõíîñòíûõ àêóñòè÷å- ñêèõ âîëíàõ (ôèëüòðû, ðåçîíàòîðû, ëèíèè çàäåðæêè, àêóñòîîïòè÷åñêèå è äðóãèå ïðèáîðû). Øèðîêîå ïðî- ìûøëåííîå ïðèìåíåíèå óñòðîéñòâ, âêëþ÷àþùèõ ñëîè ZnO, ñäåðæèâàåòñÿ ñëîæíîñòüþ ïîëó÷åíèÿ ïëå- íîê ZnO ñ çàäàííûìè ôóíêöèîíàëüíûìè õàðàêòåðè- ñòèêàìè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ àêòèâíî èññëåäóþòñÿ ðàçëè÷íûå ìåòîäû îñàæäåíèÿ ïëåíîê ZnO: ôèçè÷å- ñêîå ðàñïûëåíèå, â òîì ÷èñëå ìàãíåòðîííîå, ëàçåðíîå èñïàðåíèå, ãàçîôàçíîå îñàæäåíèå, ìîëåêóëÿðíàÿ ýïè- òàêñèÿ, àòîìíîå íàñëàèâàíèå. Ñ íàøåé òî÷êè çðåíèÿ, ìåòîä ìàãíåòðîííîãî ðàñïûëåíèÿ íàèáîëåå òåõíîëî- ãè÷åñêè ïðèâëåêàòåëåí, ïîñêîëüêó, ñ îäíîé ñòîðîíû, èìååòñÿ áîëüøîé âûáîð îáîðóäîâàíèÿ, à ñ äðóãîé � òåõíîëîãèÿ ïîçâîëÿåò îñàæäàòü ïëåíêè ZnO ðàçëè÷- íîãî êà÷åñòâà è óðîâíÿ ëåãèðîâàíèÿ. Öåëüþ íàñòîÿùåé ðàáîòû ÿâëÿëîñü èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ äîïîëíèòåëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ íà ñòðîå- íèå ïëåíîê, ïîëó÷åíèå ïëåíîê ZnO ñ êîíòðîëèðóå- ìûì ñîäåðæàíèåì è ñòðîåíèåì êðèñòàëëè÷åñêèõ ôàç, ôîðìèðîâàíèå ìíîãîñëîéíûõ ñòðóêòóð, âêëþ÷àþùèõ ýòè ïëåíêè, è ñîçäàíèå íà èõ îñíîâå óñòðîéñòâ ýëåê- òðîííîé òåõíèêè ñ óëó÷øåííûìè ýêñïëóàòàöèîííû- ìè õàðàêòåðèñòèêàìè. Âëèÿíèå êîíôèãóðàöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ íà ñòðîåíèå ïëåíîê ZnO Êîíñòðóêöèÿ óñòàíîâêè. Èñïîëüçîâàëè ñïåöè- àëüíî ðàçðàáîòàííóþ óñòàíîâêó ìàãíåòðîííîãî ðàñ- ïûëåíèÿ (ðèñ. 1, à) [1]. Óñòàíîâêà ñîäåðæèò âàêóóì- íóþ êàìåðó ñ ðàçìåùåííûìè â íåé äâóìÿ ìàãíåòðî- íàìè, íàãðåâàòåëåì è âðàùàþùèìñÿ ïîäëîæêîäåð- æàòåëåì êàðóñåëüíîãî òèïà; òóðáîìîëåêóëÿðíûé íà- ñîñ ÒÌÍ-500; áëîê ïèòàíèÿ òóðáîìîëåêóëÿðíîãî íà- ñîñà ÑÏ×-10Ì; ôîðâàêóóìíûé ýëåêòðîìàãíèòíûé êëàïàí ÊÂÓÌ-50, èìåþùèé äèàìåòð óñëîâíîãî ïðî- õîäà 50 ìì; Â×-ãåíåðàòîð; ñîãëàñóþùåå óñòðîéñòâî. Âîçìîæíîñòè óñòàíîâêè ñóùåñòâåííî ðàñøèðåíû ââåäåíèåì äðîññåëèðóþùåãî óñòðîéñòâà, îáåñïå÷è- âàþùåãî óñòîé÷èâóþ ðàáîòó ìàãíåòðîíîâ â äèàïàçî- íå äàâëåíèé 0,1�2,5 Ïà áåç îïàñíîñòè ïåðåãðóçêè òóð- áîìîëåêóëÿðíîãî íàñîñà.  óñòàíîâêå ïðèìåíåíà ðàç- ÍÀÍÎÑÒÐÓÊÒÓÐÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÏËÅÍÊÈ ZnO ÄËß ÓÑÒÐÎÉÑÒ ÌÈÊÐÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ È ÎÏÒÈÊÈ Ä. ò. í. À. Ô. ÁÅËßÍÈÍ, Â. À. ÊÐÈÂ×ÅÍÊÎ, ê. ô.-ì. í. Ä. Â. ËÎÏÀÅÂ, Ë. Â. ÏÀÂËÓØÊÈÍ, ê. ò. í. Ï. Â. ÏÀÙÅÍÊÎ, ê. ô.-ì. í. Â. Ã. ÏÈÐÎÃÎÂ, ê. ô.-ì. í. Ñ. Í. ÏÎËßÊÎÂ, ä. ô.-ì. í. Í. Â. ÑÓÅÒÈÍ, ê. ò. í. Í. È. ÑÓØÅÍÖÎÂ. Ðîññèÿ, ã. Ìîñêâà, ÖÍÈÒÈ «Òåõíîìàø», ÍÈÈßÔ ÌÃÓ èì. Ä. Â. Ñêîáåëüöûíà; ã. Éîøêàð-Îëà, ÌàðÃÒÓ E-mail: belyanin@technomash.ru à) Äîïîëíèòåëüíàÿ ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà Äðîññåëèðóþùåå óñòðîéñòâî Ìàãíåòðîí Èñòî÷íèê ïèòàíèÿ ìàãíåòðîíà Áëîê ðåãóëèðîâàíèÿ ìîùíîñòè Èçìåðèòåëü Â×-ìîùíîñòè Ñîãëàñóþùåå óñòðîéñòâî Â×-ãåíåðàòîð Êîììóòàöèîí- íîå óñòðîéñòâî ÑÏ×-10Ì Âûñîêîâîëüòíûé âûïðÿìèòåëü Äîïîëíèòåëüíàÿ ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà Ïîäëîæêîäåðæàòåëüá) Uñì Ïîäëîæêà Èçîëÿòîð Ìàãíåòðîí Ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà ìàãíåòðîíà Ïëèòà óñòàíîâêè Í Ðèñ. 1. à � ñõåìà óñòàíîâêè, îñíàùåííîé äâóìÿ öåëüíîìåòàëëè÷åñêè- ìè ìàãíåòðîíàìè; á � êîíñòðóêöèÿ ðàñïûëèòåëüíîãî óçëà Ar O2 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6 49 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ äåëüíàÿ ïîäà÷à ãàçîâ, âåëè÷èíû ïîòîêîâ êîòîðûõ êîí- òðîëèðóþòñÿ ðàñõîäîìåðàìè. Ìàãíåòðîíû èìåþò öåëüíîìåòàëëè÷åñêóþ êîíñòðóêöèþ, àíàëîãè÷íóþ ïðåäñòàâëåííîé â ðàáîòå [2], è ðàññ÷èòàíû íà ïðèìå- íåíèå ìåòàëëè÷åñêèõ, êåðàìè÷åñêèõ è ïîðîøêîâûõ ìèøåíåé äèàìåòðîì 130 ìì. Îñîáåííîñòüþ êîíñòðóêöèè ðàñïûëèòåëüíîãî óçëà ÿâëÿëîñü íàëè÷èå äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòå- ìû, ðàçìåùåííîé íàïðîòèâ îäíîãî èç ìàãíåòðîíîâ (ðèñ. 1, á) (ðàññòîÿíèå îò ïîäëîæêè äî ïîëþñîâ äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìû � 10 ìì).  öåíòðå ìàãíèòîïðîâîäà äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìû ïîìåùàëîñü 12 Ñî�Sm-ìàãíèòîâ ÊÑ-37 (îñòàòî÷íàÿ ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ ≥0,77 Òë, êîýðöèòèâíàÿ ñèëà 1300 êÀ/ì, ìàãíèòíàÿ ýíåðãèÿ 55 êÄæ/ì3) îäíîé ïî- ëÿðíîñòè, âîêðóã êîòîðûõ ðàñïîëàãàëèñü 27 ìàãíè- òîâ äðóãîé ïîëÿðíîñòè (ðàçìåðû ìàãíèòîâ: äèàìåòð 10 ìì, âûñîòà 6 ìì) (ðèñ. 2, à). Êîíñòðóêöèÿ äîïîë- íèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìû ïîçâîëÿëà èçìåíÿòü ïî- ëÿðíîñòü ïîëþñîâ.  çàâèñèìîñòè îò ðàñïîëîæåíèÿ ïîëþñîâ ìàãíè- òîâ äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìû ñèëîâûå ëè- íèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ âåäóò ñåáÿ ïî-ðàçíîìó: 1.  ñëó÷àå óíèïîëÿðíîãî ðàñïîëîæåíèÿ ìàãíè- òîâ (ò. å. êîãäà ìàãíèòû â ìàãíåòðîíå è ó ïîäëîæêè èìåþò îäèíàêîâóþ ïîëÿðíîñòü) ñèëîâûå ëèíèè ïå- ðèôåðè÷åñêèõ ìàãíèòîâ îêàçûâàþòñÿ íåçàìêíóòûìè è ïëàçìà ìîæåò óõîäèòü âäîëü ñèëîâûõ ëèíèé â öåí- òðå îáúåìà (ðèñ. 3, à). 2.  ñëó÷àå áèïîëÿðíîãî ðàñïîëîæåíèÿ ìàãíèòîâ ñèëîâûå ëèíèè èìåþò êîíôèãóðàöèþ, ïðåäñòàâëåí- íóþ íà ðèñ. 3, á.  ýòîì ñëó÷àå ñèëîâûå ëèíèè ìàã- íèòíîãî ïîëÿ çàìêíóòû âíóòðè êàìåðû è ðàäèàëüíàÿ äèôôóçèÿ ïëàçìû ïîäàâëåíà èç-çà çàìàãíè÷åííîñòè. Ýòî íåèçáåæíî ïðèâîäèò ê âîçðàñòàíèþ êîíöåíòðà- öèè ïëàçìû, à çíà÷èò, è ê ðîñòó äèññîöèàöèè êèñëî- ðîäà. Èìåííî â ýòîì ñëó÷àå îáåñïå÷èâàåòñÿ äîñòà- òî÷íûé ïîòîê àòîìàðíîãî êèñëîðîäà íà ïîäëîæêó, ÷òî ïðåïÿòñòâóåò îáðàçîâàíèþ íåñâÿçàííîãî Zn, êîòîðûé, êàê èçâåñòíî, ÿâëÿåòñÿ äîíîðíîé ïðèìåñüþ. Ìû òàêæå õîòèì îáðàòèòü âíèìàíèå åùå íà îäèí ôàêòîð, êîòîðûé ìîæåò ïðèâîäèòü ê ðîñòó êà÷åñòâà ïîëó÷àåìûõ ïëåíîê. Ïðè âûñîêîé êîíöåíòðàöèè è ýíåðãèè ýëåêòðîíîâ îäèí èç íàèáîëåå ýôôåêòèâíûõ ìåõàíèçìîâ èõ ãèáåëè � äèññîöèàòèâíîå ïðèëèïàíèå ê êèñëîðîäó â ðåàêöèè Î2+e→O�+O. Îáðàçóþùèåñÿ â ýòîé ðåàêöèè îòðèöàòåëüíûå èîíû êîìïåíñèðóþò ïîëîæèòåëüíûé ïîòåíöèàë âáëè- çè ïîäëîæêè, ÷òî ñíèæàåò ýíåðãèþ áîìáàðäèðóþùèõ èîíîâ, à çíà÷èò, è äåôåêòíîñòü îñàæäàåìîé ïëåíêè. Îòìåòèì, ÷òî ðàíåå íà ýòîò ôàêòîð íèêòî íå îáðàùàë âíèìàíèÿ. Ïîäëîæêîäåðæàòåëü ëèáî ýëåêòðè÷åñêè ñîåäèíÿë- ñÿ ñ êîðïóñîì óñòàíîâêè, ëèáî óñòàíàâëèâàëñÿ íà èçîëÿòîðå.  ïîñëåäíåì ñëó÷àå ïðè îáðàòíîé ïîëÿð- íîñòè ïîëþñîâ ìàãíåòðîíà è äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèò- íîé ñèñòåìû íà ïîäëîæêîäåðæàòåëå â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû åìêîñòè êîíäåíñàòîðà ñîãëàñóþùåãî óñòðîéñòâà (îò 5 äî 100 ïÔ) óñòàíàâëèâàëîñü àâòîñìå- ùåíèå (Uñì), ðàâíîå îò +3 Â äî �11 Â. Ôîðìà è ðàç- ìåð îáëàñòè ðàñïûëåíèÿ ìèøåíè çàâèñÿò îò ïîëÿð- íîñòè ïîëþñîâ ìàãíèòîâ äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìû îòíîñèòåëüíî ïîëÿðíîñòè (ïîñòîÿííîé) ïî- ëþñîâ ìàãíåòðîíà (ðèñ. 2, á). Ïàðàìåòðû ïðîöåññà. Ïëåíêè ZnO òîëùèíîé äî 6 ìêì ôîðìèðîâàëè ìåòîäîì ìàãíåòðîííîãî Â×-ðàñ- ïûëåíèÿ ìèøåíè èç Zn (99,9%) â ãàçîâîé ñìåñè Ar+(50�60)%O2 (Ar è O2 â êàìåðó ïîñòóïàëè ðàç- äåëüíî) ïðè äàâëåíèè 1�1,33 Ïà è òåìïåðàòóðå ïîäëîæêè 300�420 Ê. Ïðè ðàññòîÿíèè "ìèøåíü� ïîäëîæêà" H=70 ìì è ìîùíîñòè Â×-ðàçðÿäà 80 �100 Âò ñêîðîñòü îñàæäåíèÿ ïëåíîê ñîñòàâëÿëà 0,8� 1 ìêì/÷. Ïðè áîëüøèõ ìîùíîñòÿõ íàáëþäàëñÿ ïåðå- N S S N à) Ïîäëîæêî- äåðæàòåëü Äîïîëíèòåëüíàÿ ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà Ïîäëîæêà Ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà ìàãíåòðîíà á) Îáëàñòü ðàñïûëåíèÿ 62 ìì 17 ìì 67 ìì Ðèñ. 2. à � èñïîëüçîâàííûå â ðàáîòå ñî÷åòàíèÿ ïîëÿðíîñòåé ïîëþñîâ ìàãíèòîâ ìàãíåòðîíà è äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìû; á � ôîðìà è ðàçìåðû îáëàñòè ðàñïûëåíèÿ ìèøåíè ïðè îäèíàêî- âîé (ñïðàâà) è ïðîòèâîïîëîæíîé (ñëåâà) ïîëÿðíîñòÿõ ïîëþñîâ ìàãíèòíûõ ñèñòåì N S S N N S S N N S S N S N N S à) NS NS S S Äîïîëíèòåëüíàÿ ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà Ñèëîâûå ëèíèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ Ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà ìàãíåòðîíà á) N N N N S S Äîïîëíèòåëüíàÿ ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà Ñèëîâûå ëèíèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ Ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà ìàãíåòðîíà Ðèñ. 3. Ðàñïðåäåëåíèå ñèëîâûõ ëèíèé ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïðè ñîâïàäàþùèõ (à) è ïðîòèâîïîëîæíûõ (á) ïîëÿðíî- ñòÿõ ìàãíèòîâ â ìàãíèòíûõ ñèñòåìàõ 50 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6 ãðåâ äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìû, ÷òî ïðèâî- äèëî ê äåãðàäàöèè ìàãíèòîâ. Ïëåíêè ZnO ôîðìèðî- âàëè íà ïîäëîæêàõ ðàçìåðàìè 48×60 ìì ðàçëè÷íûõ ìàòåðèàëîâ: ñòåêëî Ê-8, ñèòàëë ÑÒ-50, ïîëèêðèñòàë- ëè÷åñêèé W, ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèé êîðóíä (ïîëèêîð), ïîëèêëàñòåðíûå ïëåíêè àëìàçà, Si îðèåíòàöèé {111} è {110}. Ñòðîåíèå ïëåíîê. Ïëåíêè ZnO (ïðîñòðàíñòâåí- íàÿ ãðóïïà P63mc), ñôîðìèðîâàííûå êàê ñ äîïîëíè- òåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìîé (âíå çàâèñèìîñòè îò ïî- ëÿðíîñòè ìàãíèòîâ), òàê è áåç äîïîëíèòåëüíîé ìàã- íèòíîé ñèñòåìû, èìåþò âîëîêíèñòîå (ñòîëá÷àòîå) ñòðî- åíèå ñ îðèåíòèðîâàíèåì âîëîêîí ïî <0001> (ðèñ. 4, ðàñòðîâûé ýëåêòðîííûé ìèêðîñêîï LEO1430). Ïî- ñêîëüêó ïðè ìàãíåòðîííîì ðàñïûëåíèè ïëîòíîñòè ïîòîêîâ è ýíåðãåòè÷åñêèé ñïåêòð ïëåíêîîáðàçóþùèõ êëàñòåðîâ íåîäíîðîäíû îòíîñèòåëüíî îáëàñòè ðàñ- ïûëåíèÿ ìèøåíè, íåîäíîðîäíî è ñòðîåíèå ïëåíêè ïî ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè (ïëåíêè ôîðìèðîâàëè íà íå- ïîäâèæíûõ ïîäëîæêàõ è ñ èñïîëüçîâàíèåì ïîäâèæ- íîãî ïîäëîæêîäåðæàòåëÿ). Íåîäíîðîäíîñòü ïî òîë- ùèíå ïëåíîê ZnO, ñôîðìèðîâàííûõ íà ïîäëîæêå 48×60 ìì, ðàçìåùåííîé â ïðîöåññå îñàæäåíèÿ íà- ïðîòèâ öåíòðà ìèøåíè, ñîñòàâëÿëà ±9%. Ïàðàìåòðû ðåøåòêè îïðåäåëÿëè ïî ðåíòãåíîâñêèì äèôðàêòîãðàììàì ïî îòðàæåíèÿì (0002), (1120) è (1013), à ðàçìåð êðèñòàëëèòîâ (îáëàñòåé êîãåðåíò- íîãî ðàññåÿíèÿ ðåíòãåíîâñêèõ ëó÷åé (Lîêð)) � ïî (0002). Ðàçîðèåíòàöèÿ êðèñòàëëèòîâ îòíîñèòåëüíî îñè <0001> òåêñòóðû, îðèåíòèðîâàíèå îñè òåêñòóðû îò- íîñèòåëüíî íîðìàëè ê ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòè ïîäëîæ- êè, ñòåïåíü êðèñòàëëè÷íîñòè (ñîäåðæàíèå êðèñòàë- ëè÷åñêîé ôàçû â îáúåìå ïëåíêè) è äîëÿ îáúåìà ïëåí- êè ZnO, îïðåäåëÿþùàÿ åå ïüåçîýëåêòðè÷åñêóþ ýô- ôåêòèâíîñòü, ðàññ÷èòûâàëèñü ïî ðåíòãåíîãðàììàì êà÷àíèÿ îòðàæåíèÿ (0002) (ðåíòãåíîâñêèé äèôðàêòî- ìåòð Rigaku D/max-RC; Cu Kα-èçëó÷åíèå, ãðàôèòî- âûé ìîíîõðîìàòîð). Áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî òèï òåêñòóðû ïëåíîê ZnO íå çàâèñèò îò ïîëîæåíèÿ àíàëèçèðóåìîãî ó÷àñòêà ïëåíêè îòíîñèòåëüíî ðàñïûëÿåìîé ìèøåíè. Íà îðè- åíòèðîâàíèå îñè <0001> òåêñòóðû ïëåíîê òåìïåðàòó- ðà ïîäëîæêè è êîíöåíòðàöèÿ Î2 â ãàçîâîé ñìåñè íå âëèÿëè. Âûñîêàÿ ñòåïåíü òåêñòóðèðîâàííîñòè õàðàê- òåðíà äëÿ ïëåíîê ZnO, ïîëó÷åííûõ ïðè ïîâûøåííîì (50 îá.% è áîëåå) ñîäåðæàíèè Î2 â âàêóóìíîé êàìå- ðå. Ñíèæåíèå òåìïåðàòóðû ïîäëîæêè è óìåíüøåíèå ñîäåðæàíèÿ êèñëîðîäà â âàêóóìíîé êàìåðå óâåëè- ÷èâàëè ðàçîðèåíòàöèþ êðèñòàëëèòîâ. Ïëåíêè ZnO èìåëè ðàçìåð êðèñòàëëèòîâ Lîêð=7�36 íì, êîòîðûé (â íàïðàâëåíèè, ïåðïåíäè- êóëÿðíîì ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè) îïðåäåëÿëè ïî óøè- ðåíèþ (Â) íà äèôðàêòîãðàììàõ îòðàæåíèÿ (0002): Lîêð=kλ/βcosθ0002, Ðàçîðèåíòàöèÿ êðèñòàëëèòîâ îòíîñèòåëüíî îñè <0001> òåêñòóðû ñîñòàâëÿëà σ=0,5�1,8°, íàêëîí îñè òåêñòóðû îòíîñèòåëüíî íîðìàëè ê ïîâåðõíîñòè ïîä- ëîæêè γ<1,5°, ñòåïåíü êðèñòàëëè÷íîñòè J=60 îá.%. Ïðè îòäåëüíûõ ïàðàìåòðàõ ïðîöåññà, ïîìèìî êðèñ- òàëëèòîâ, îðèåíòèðîâàííûõ ïî <0001>, ïîëó÷àëè êðè- ñòàëëèòû, îðèåíòèðîâàííûå ïàðàëëåëüíî ïîâåðõíîñ- òè ïîäëîæêè ïëîñêîñòÿìè (1120) (áðýããîâñêèé óãîë 2θ= =56,2�56,5°, ìåæïëîñêîñòíîå ðàññòîÿíèå d/n≈ ≈0,1635�0,1630 íì) è (1013) (2θ=62,0�62,8°, d/n≈ ≈0,1496�0,1478 íì). Ïåðåðàñïðåäåëåíèå êîíöåíòðà- öèè êðèñòàëëèòîâ, îðèåíòèðîâàííûõ ïî (1120) è (1013), âàðüèðîâàëîñü ñ èçìåíåíèåì äàâëåíèÿ. Ñòåïåíü êðèñòàëëè÷íîñòè çàâèñèò îò ïîëÿðíîñòè ìàãíèòîâ äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìû. Êðèñ- òàëëè÷åñêàÿ ôàçà îáðàçöîâ ZnO ñêëîííà ê äâîéíèêî- âàíèþ, ïðîÿâëÿþùåìóñÿ â ðàçëè÷íîé ñòåïåíè äëÿ ðàçíûõ óñëîâèé ïðîöåññà ôîðìèðîâàíèÿ è ïîëîæå- íèÿ àíàëèçèðóåìîãî ó÷àñòêà ïëåíêè îòíîñèòåëüíî ìèøåíè. Ñîäåðæàíèå êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû â ïëåí- êàõ ñîñòàâëÿëà 6,5�100 îá.% â ñðàâíèâàåìîì ðÿäó îáðàçöîâ. Êîëè÷åñòâî ôàçû, îïðåäåëÿþùåé ïüåçî- ýëåêòðè÷åñêóþ ýôôåêòèâíîñòü ïëåíîê, ñôîðìèðîâàí- íûõ íà ïîäëîæêàõ, ðàñïîëîæåííûõ â ïðîöåññå îñàæ- äåíèÿ íàïðîòèâ îáëàñòè ðàñïûëåíèÿ ìèøåíè, óìåíü- øàëîñü çà ñ÷åò âîçðàñòàíèÿ îáúåìà ðåíòãåíîàìîðô- íîé ôàçû (óìåíüøåíèå ñòåïåíè êðèñòàëëè÷íîñòè), à à) á) Ðèñ. 4. Ñòðîåíèå ïîâåðõíîñòè è ñêîëà ïëåíîê ZnO, ñôîð- ìèðîâàííûõ ìåòîäîì Â×-ìàãíåòðîííîãî ðàñïûëåíèÿ ïðè ðàçëè÷íîé ïîëÿðíîñòè ïîëþñîâ ìàãíèòîâ ìàãíåòðîíà è äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìû (íà âñòàâêàõ ïðåä- ñòàâëåíû ýëåêòðîíîãðàììû íà îòðàæåíèå): à � ïðîòèâîïîëîæíàÿ ïîëÿðíîñòü; á � îäèíàêîâàÿ ïîëÿðíîñòü ãäå k � λ � β= b � θ0002 � êîíñòàíòà, çàâèñÿùàÿ îò ñïîñîáà îïðåäåëåíèÿ èíòåíñèâ- íîñòè ðåôëåêñà; äëèíà âîëíû ðåíòãåíîâñêîãî èçëó÷åíèÿ, λ=0,154178 íì; óøèðåíèå ðåôëåêñà, âûçâàííîå ïîãðåøíîñòüþ äèôðàê- òîìåòðà; óãîë äèôðàêöèè îòðàæåíèÿ (0002), ïî êîòîðîìó ïðîâî- äèòñÿ èçìåðåíèå. (B2�b2)0,5; Ðèñ. 5. Ðåíòãåíîâñêèå äèôðàêòîãðàììû (îòðàæåíèå (0002), Cu Kα-èçëó÷åíèå) ïëåíîê ZnO òîëùèíîé 1,5 ìêì, ïîëó÷åííûõ íà ïîäëîæêàõ èç ñòåêëà ïðè ðàçëè÷íûõ ïî- ëÿðíîñòÿõ ìàãíèòîâ ìàãíèòíûõ ñèñòåì (ïîêàçàíû íà âñòàâêàõ): à � íåîòîææåííûå ïëåíêè; á � òå æå ó÷àñòêè ïëåíîê ïîñëå îòæèãà È íò åí ñè âí îñ òü , î òí . å ä. à) á) È íò åí ñè âí îñ òü , î òí . å ä. 32 34 2θ, ° 32 34 2θ, ° Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6 51 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Íîìåð îáðàçöà Uñì,  2θ, ° Ðåôëåêñû Ïîëóøè- ðèíà ðåô- ëåêñà, ° Èíòåíñèâ- íîñòü, îòí. åä. Ïàðàìåòðû ðåøåòêè, íì Lîêð, íì 33,588 0002 1,312 100 1 70,928 0004 2,880 2,5 ñ=0,5332 7,0 34,222 0002 0,454 35,9 1îòæ –2…–3 72,177 0004 1,032 1,0 ñ=0,5236 20,4 34,082 0002 0,345 32,9 56,215 112 0 0,276 0,3 2 71,899 0004 0,405 0,8 à=0,3273 ñ=0,5257 26,8 34,373 0002 0,261 47,2 2îòæ –6…–11 72,564 0004 1,120 1,4 ñ=0,5214 35,4 33,948 0002 1,051 6,5 3 62,019 1013 0,719 2,2 à=0,3280 ñ=0,5277 8,8 34,341 0002 0,429 32,5 62,764 1013 0,810 2,1 3îòæ –10 72,514 0004 0,860 1,1 à=0,3248 ñ=0,5219 21,6 33,723 0002 0,899 68,9 4 70,811 0004 1,609 2,5 ñ=0,5311 10,3 34,318 0002 0,439 36,8 4îòæ +2…+3 72,384 0004 0,930 1,0 ñ=0,5222 21,1 33,838 0002 1,113 53,6 5 71,451 0004 0,318 0,6 ñ=0,5294 9,0 34,392 0002 0,315 28,6 56,494 1120 0,291 0,3 5îòæ –1…–3 72,569 0004 0,676 0,9 à=0,3258 ñ=0,5211 29,4 Òàáëèöà 1 Âëèÿíèå ýëåêòðè÷åñêîãî ñìåùåíèÿ íà ïîäëîæêîäåðæàòåëå íà ñòðîåíèå ïëåíîê ZnO Á Ðèñ. 6. Ðåíòãåíîâñêèå äèôðàêòîãðàììû (Cu Êα-èçëó÷åíèå) ïëåíîê ZnO òîëùèíîé 1,5 ìêì, ïîëó÷åííûõ íà ïîäëîæ- êàõ èç ñòåêëà ïðè ïðîòèâîïîëîæíîé ïîëÿðíîñòè ìàãíèòîâ ìàãíèòíûõ ñèñòåì: À � ïëåíêè ïîñëå îñàæäåíèÿ; Á � ïëåíêè ïîñëå îòæèãà;  � øòðèõðåíòãåíîãðàììà ZnO ïî äàííûì êàðòîòåêè ASTM 1�5 � íåîòîææåííûå ïëåíêè; 1îòæ�5îòæ � òå æå îáðàçöû ïîñëå îòæèãà à, á � ñîâìåùåííûå ôðàãìåíòû äèôðàêòîãðàìì À, Á Ýëåêòðè÷åñêîå ñìåùåíèå íà ïîäëîæêîäåðæàòåëå ñì. â òàáë. 1 È íò åí ñè âí îñ òü , î òí . å ä. 32 33 34 35 2θ, ° 1 3 1îòæ 3îòæ à) È íò åí ñè âí îñ òü , î òí . å ä. 32 33 34 2θ, ° 1 4 1îòæ 4îòæ á) È íò åí ñè âí îñ òü , î òí . å ä. 30 40 50 60 70 80 2θ, ° 00 02 00 04 1 0 1 2 10 13 5 4 3 2 1 À È íò åí ñè âí îñ òü , î òí . å ä. 30 40 50 60 70 80 2θ, ° 00 02 00 04 1 0 1 2 10 13 5îòæ 4îòæ 3îòæ 2îòæ 1îòæ È íò åí ñè âí îñ òü , î òí . å ä. 30 40 50 60 70 80 2θ, ° 00 02 00 04 1 0 1 2 10 13 10 10 11 20 20 20 1 1 2 2 20 21 20 22 20 23  52 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6 òàêæå çà ñ÷åò ðàçâèòèÿ äâîéíèêîâàíèÿ è, ñëåäîâàòåëü- íî, óâåëè÷åíèÿ îáúåìà ñäâîéíèêîâàííîé ÷àñòè ïëåí- êè. Ìàêñèìàëüíûé ðàçìåð êðèñòàëëèòîâ íàáëþäàëè ó ïëåíîê ZnO, ñôîðìèðîâàííûõ íà ó÷àñòêå ïîäëîæ- êè, ðàñïîëîæåííîì â ïðîöåññå ôîðìèðîâàíèÿ íàïðî- òèâ öåíòðà ìèøåíè. Óêàçàííûå ó÷àñòêè ïëåíîê ñî- äåðæàëè íàèáîëüøåå êîëè÷åñòâî ôàçû, îïðåäåëÿþ- ùåé ïüåçîýëåêòðè÷åñêóþ ýôôåêòèâíîñòü. Ïàðàìåòð ðåøåòêè à èçìåíÿëñÿ â ïðåäåëàõ 0,3261�0,3318 íì, à ñ � 0,5243�0,5296 íì (òåîðå- òè÷åñêèå çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ ðåøåòêè a=0,3215 íì, c=0,5205 íì). Îòæèã íà âîçäóõå (650�750 Ê, 0,5� 2 ÷) ïðèâîäèò ê îáåñöâå÷èâàíèþ ïëåíîê, à òàêæå ê óìåíüøåíèþ ïàðàìåòðîâ ðåøåòêè ïëåíîê ZnO, íà ÷òî óêàçûâàåò ïåðåìåùåíèå íà äèôðàêòîãðàììàõ äèôðàê- öèîííûõ ìàêñèìóìîâ â ñòîðîíó áîëüøèõ óãëîâ 2θ (ðèñ. 5, 6). Ïàðàìåòðû ðåøåòêè ïëåíîê ïîñëå îòæèãà ñòàíîâÿòñÿ â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé îòæèãà ðàâíû- ìè: à=0,3248�0,3258 íì, ñ=0,5211�0,5236 íì. Îò- æèã óâåëè÷èâàåò ñòåïåíü ïðåèìóùåñòâåííîãî îðèåí- òèðîâàíèÿ çåðåí, ÷òî ïðîÿâëÿåòñÿ â âîçðàñòàíèè èí- òåíñèâíîñòè îòðàæåíèé íà äèôðàêòîãðàììàõ è óìåíü- øåíèè ïîëóøèðèíû ïèêîâ íà äèôðàêòîãðàììàõ êà- ÷àíèÿ. Ïîëóøèðèíà äèôðàêöèîííûõ ëèíèé òàêæå óìåíüøàåòñÿ, ÷òî óêàçûâàåò íà óâåëè÷åíèå Lîêð. Ïî- äîáíîå èçìåíåíèå ïàðàìåòðîâ ðåøåòêè ïëåíîê ZnÎ îáúÿñíÿåòñÿ íå âíóòðåííèìè íàïðÿæåíèÿìè, à ñîçäà- íèåì ñèëüíî íåðàâíîâåñíîé êîíöåíòðàöèè ìåæäî- óçåëüíûõ àòîìîâ Zn êàê îäíîãî èç îñíîâíûõ òèïîâ ñîáñòâåííûõ äåôåêòîâ â ZnO [3]. Ýòî ïîäòâåðæäàåò- ñÿ è èçìåíåíèåì öâåòíîñòè ïëåíîê ZnO ïðè îòæèãå, îáóñëîâëåííîé ýëåêòðîííûìè äåôåêòàìè [4]. Äëÿ íåîòîææåííûõ îáðàçöîâ õàðàêòåðíî àñèììåòðè÷íîå ðàçìûòèå äèôðàêöèîííîãî ìàêñèìóìà (0002) â ñòî- ðîíó áîëüøèõ óãëîâ 2θ, ÷òî ñâÿçàíî ñ ïðèñóòñòâèåì â ñòðóêòóðå ïëåíêè íàáîðà ìåæïëîñêîñòíûõ ðàññòî- ÿíèé d/n, ìåíüøèõ, ÷åì d/n (0002) ZnO, îáû÷íî íà- áëþäàþùèõñÿ ïðè íàëè÷èè â ðåøåòî÷íûõ ïóñòîòàõ ñîáñòâåííûõ òî÷å÷íûõ äåôåêòîâ. Ñ óâåëè÷åíèåì êîíöåíòðàöèè ëåãèðóþùåé ïðèìå- ñè ñòåïåíü êðèñòàëëè÷íîñòè ïëåíîê ZnO óìåíüøàåò- ñÿ è ïðè êîíöåíòðàöèè ≈2 àò.% íå ïðåâûøàåò 50 îá.%. Ëåãèðóþùàÿ ïðèìåñü ðàçìåùàåòñÿ â âèäå îòäåëüíûõ àòîìîâ êàê â êðèñòàëëè÷åñêîé, òàê è â ðåíòãåíîàìîðô- íîé ôàçàõ ZnO. Êðîìå òîãî, ïðèìåñü îñàæäàåòñÿ ïî ãðàíèöàì âîëîêîí â âèäå âêëþ÷åíèé ìåòàëëà è ñîîò- âåòñòâóþùåãî îêñèäà, êîòîðûå, ïî äàííûì ðåíòãåíîâ- ñêîé äèôðàêòîìåòðèè, ðåíòãåíîàìîðôíûå (äî êîí- öåíòðàöèè ≈10 àò.%). Êîíöåíòðàöèþ ïðèìåñè â ðåíò- ãåíîàìîðôíîé è êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçàõ ëåãèðîâàí- íûõ ïëåíîê ZnO îïðåäåëÿëè ìåòîäàìè èíâåðñèîííîé âîëüòàìïåðîìåòðèè è ìèêðîðåíòãåíîñïåêòðàëüíîãî àíàëèçà. Ðåíòãåíîãðàììû è ïàðàìåòðû, õàðàêòåðèçóþùèå ñòðîåíèå ïëåíîê ZnO, ñôîðìèðîâàííûõ ïðè Uñì îò +3 äî �10 Â, ïðèâåäåíû íà ðèñ. 6 è â òàáë. 1. Îïòè- ìàëüíîé ÿâëÿåòñÿ ïîëÿðíîñòü ìàãíèòîâ â äîïîëíè- òåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìå, ïðîòèâîïîëîæíàÿ ïîëÿð- íîñòè ìàãíèòîâ ìàãíåòðîíà. Äëÿ ïëåíîê ZnO òîëùèíîé 2 ìêì áûëè èçìåðåíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ïðîäîëüíîé ïðîâîäèìî- ñòè G (1/Ò) â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 600�800 Ê (ðèñ. 7). Ïî çàâèñèìîñòè G (1/Ò) îïðåäåëåíû âåëè÷è- íû ýíåðãèè àêòèâàöèè ïðîâîäèìîñòè (E) ïëåíîê ZnO. Ñôîðìèðîâàííûå ïëåíêè ZnO â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé ïðîöåññà èìåþò óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ρ=103�105 Îì·ñì, è ïðè èñïîëüçîâàíèè â óñòðîé- ñòâàõ íà ïîâåðõíîñòíûõ àêóñòè÷åñêèõ âîëíàõ (ÏÀÂ) íèçêîîìíûõ ñëîåâ çàêîðà÷èâàþòñÿ ýëåêòðîäû âñòðå÷- íî-øòûðåâûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé (ÂØÏ). Ñ öåëüþ óâå- ëè÷åíèÿ óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ïëåíêè ZnO îò- æèãàëè èëè â ïðîöåññå ôîðìèðîâàíèÿ ëåãèðîâàëè ìåäüþ. Óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå îòîææåííûõ ïëåíîê âîçðàñòàåò íà äâà-òðè ïîðÿäêà ïî ñðàâíåíèþ ñ íåîòîæ- æåííûìè è äîñòèãàåò âåëè÷èíû 106�107 Îì·ñì. Ïðè ëåãèðîâàíèè ZnO ìåäüþ ïîëó÷àëè ïëåíêè ñ ρ>108 Îì·ñì. Ïðèìåíåíèå ïëåíîê ZnO â óñòðîéñòâàõ ýëåê- òðîííîé òåõíèêè Ñëîèñòûé çâóêîïðîâîä ïëåíêà àëìàçà/ZnO â óñòðîéñòâàõ íà ÏÀÂ. Îòëè÷èòåëüíîé îñîáåííî- ñòüþ ñëîèñòûõ çâóêîïðîâîäîâ ÿâëÿåòñÿ çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà ýëåêòðîìåõàíè÷åñêîé ñâÿçè (k2) è ñêî- ðîñòè ïîâåðõíîñòíîé àêóñòè÷åñêîé âîëíû Ðýëåÿ (VR) îò òîëùèíû ñëîÿ ïüåçîýëåêòðèêà, ñêîðîñòè ðàñïðî- ñòðàíåíèÿ óëüòðàçâóêà, óïðóãèõ, äèýëåêòðè÷åñêèõ, ïüå- çîýëåêòðè÷åñêèõ êîíñòàíò è îðèåíòàöèîííûõ ñîîòíî- øåíèé îòäåëüíûõ ñëîåâ, à òàêæå îò âûáðàííûõ íà- ïðàâëåíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ÏÀ è êîíñòðóêöèè óñòðîéñòâà [5�7]. Òîëùèíà ñëîÿ ïüåçîýëåêòðè÷åñêîãî ìàòåðèàëà â ñëîèñòîé ñòðóêòóðå ïîäáèðàåòñÿ èñõîäÿ èç óñëîâèÿ ïîëó÷åíèÿ ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ k2, êîòîðîå äëÿ ðàçëè÷íûõ êîíñòðóêöèé ðàçíîå. Ïåðñïåêòèâíîñòü ïðè- ìåíåíèÿ ïëåíîê ZnO (VR≈3 êì/ñ) â óñòðîéñòâàõ íà ÏÀ îáóñëîâëåíà áîëüøîé âåëè÷èíîé k2. Íà îñíîâå ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ è íàíîñòðóêòóðèðîâàííûõ òåê- ñòóðèðîâàííûõ ïëåíîê ZnO ìîæíî èçãîòîâèòü óñòðîéñòâà íà ÏÀ ñ âåëè÷èíîé k2>3%. Ïðè ñîçäàíèè óñòðîéñòâ íà ÏÀ ÑÂ×-äèàïàçîíà (>1 ÃÃö) ïåðñïåêòèâíà ïàðà àëìàç/ZnO. Çäåñü ïðå- èìóùåñòâî ñòðóêòóð àëìàç/ZnO ïî ñðàâíåíèþ ñ äðó- ãèìè çâóêîïðîâîäàìè (ìîíîêðèñòàëëû è ñëîèñòûå ñòðóêòóðû, íå ñîäåðæàùèå ñëîÿ àëìàçà) ñâÿçàíî ñ 10�5 10�6 10�7 G , Î ì �1 1,1 1,2 1,3 1/Ò, 10�3 Ê�1 Êîíòàêòíûå ïëîùàäêè ZnO ÏîëèêîðÅ=0,58 ý Å=0,70 ý Å=0,17 ý Ðèñ. 7. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ïðîäîëüíîé ýëåêò- ðîïðîâîäíîñòè ïëåíîê ZnO (ñëîèñòàÿ ñòðóêòóðà ïîëè- êîð/ZnO): 1 � äî îòæèãà; 2 � ïîñëå îòæèãà 1 2 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6 53 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ïîâûøåíèåì â 1,5�3 ðàçà ÷àñòîòû îáðàáîòêè ñèãíà- ëà ïðè îäèíàêîâîé ãåîìåòðèè ÂØÏ. Ïîâåðõíîñòíûå àêóñòè÷åñêèå âîëíû ðýëååâñêîãî òèïà � óïðóãèå âîë- íû, â êîòîðûõ ñìåùåíèå àòîìîâ ïðîèñõîäèò â ïîâåðõ- íîñòíîì ñëîå ñ òîëùèíîé ïîðÿäêà äëèíû âîëíû (λ). Ïîýòîìó âî âñåõ êîíñòðóêöèÿõ ëèíèé çàäåðæêè (ËÇ) è ôèëüòðîâ, ñôîðìèðîâàííûõ ñ ïðèìåíåíèåì àëìàç- íîãî çâóêîïðîâîäà, ìèíèìàëüíàÿ òîëùèíà ñëîèñòî- ãî çâóêîïðîâîäà ðàññ÷èòûâàåòñÿ èç ñîîòíîøåíèÿ h+h1>λ, ãäå h � òîëùèíà ïüåçîýëåêòðè÷åñêîé ïëåí- êè ZnO, h1 � òîëùèíà ïîëèêëàñòåðíîé ïëåíêè àëìà- çà (ðèñ. 8). Ïðè èñïîëüçîâàíèè ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî çâóêî- ïðîâîäà, äëÿ êîòîðîãî èçâåñòíû òàáëè÷íûå çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè ÏÀÂ, âû÷èñëåíèå ïåðèîäà ÂØÏ (2L) íå ïðåä- ñòàâëÿåò òðóäà.  ñëîèñòîì çâóêîïðîâîäå âû÷èñëèòü ñêîðîñòü ÏÀ ñëîæíî èç-çà òðóäíîñòè îïðåäåëåíèÿ òî÷íîãî çíà÷åíèÿ óïðóãèõ ïîñòîÿííûõ íàíîñòðóêòó- ðèðîâàííîé ïëåíêè ïüåçîýëåêòðèêà, ôîðìèðóåìîé Â×- ìàãíåòðîííûì ðàñïûëåíèåì è ñîñòîÿùåé èç êðèñòàë- ëè÷åñêîé è àìîðôíîé ôàç. ×àñòîòà îáðàáîòêè ñèãíà- ëà ðàâíà f=VR/4d, ãäå d � øèðèíà ýëåêòðîäîâ (çàçî- ðîâ) (d=L/2). Ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ óìåíüøàåòñÿ ïðè óâåëè÷åíèè ÷èñëà ïàð ýëåêòðîäîâ (Ì), ïîýòîìó îäíà è òà æå êîíñòðóêöèÿ ìîæåò áûòü è ËÇ (âðåìÿ çàäåðæ- êè ðàâíî Â/VR, ãäå  � ðàññòîÿíèå ìåæäó ãðóïïàìè ÂØÏ), è ôèëüòðîì. Åäèíñòâåííàÿ âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ íà íåîðè- åíòèðóþùèõ ïîäëîæêàõ (àìîðôíûå è ïîëèêðèñòàë- ëè÷åñêèå ìàòåðèàëû) ïëåíîê ZnO, îáëàäàþùèõ óïî- ðÿäî÷åííûì àòîìíûì ñòðîåíèåì è ïüåçîýëåêòðè÷å- ñêèìè ñâîéñòâàìè, � ýòî ïðèìåíåíèå ìåòîäîâ ðàñ- ïûëåíèÿ. Èññëåäîâàëèñü ñëîèñòûå ñòðóêòóðû Si(W)/àëìàç/ ZnO, â êîòîðûõ ïîëèêëàñòåðíóþ ïëåíêó àëìàçà ïî- ëó÷àëè ðàçëè÷íûìè ìåòîäàìè (òàáë. 2). Ïîëèêëàñ- òåðíûå ïëåíêè àëìàçà (λò=400�1200 Âò/(ì·Ê); òåì- ïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ α=1,6�3,0·10�6 Ê�1; ρ>1013 Îì·ñì; òåðìè÷åñêàÿ ñòà- áèëüíîñòü ≈873 Ê (íà âîçäóõå) è ≈1673 Ê (â âàêóóìå ïðè 1,33·10�5 Ïà)) ôîðìèðîâàëè íà áàçîâûõ ïîäëîæ- êàõ èç W (λò=160 Âò/(ì·Ê); α=4,4·10�6 Ê�1; ρ=5,8·10�6 Îì·ñì) è Si (λò=120 Âò/(ì·Ê); α=2,6·10�6 Ê�1; ρ=10�3 �105 Îì·ñì). Ïðèìåíÿëèñü òîëüêî îòîææåííûå ïëåíêè ZnO (α=4,6·10�6 Ê�1; ρ>108 Îì·ñì), èìåþùèå J= =60�80 îá.%; à=0,3261 íì, ñ=0,5237 íì; Lîêð= =30�35 íì; σ=0,5�1,0î. Äëÿ óâåëè÷åíèÿ ρ ïüåçî- ýëåêòðè÷åñêèõ ïëåíîê ZnO èõ ëåãèðîâàëè ìåäüþ äî êîíöåíòðàöèè ≈0,3 àò.%. Èñïîëüçîâàííûå äëÿ ñîçäà- íèÿ óñòðîéñòâ íà ÏÀ ïîëèêëàñòåðíûå ïëåíêè àëìà- çà ñîñòîÿëè èç êðèñòàëëè÷åñêîé (95�99 îá.%) è ðåíò- ãåíîàìîðôíîé ôàç. Èñïîëüçîâàëèñü áåñïîðèñòûå ïîëèêëàñòåðíûå ïëåíêè àëìàçà (Lîêð=800�1000 íì) òîëùèíîé h1=12�86 ìêì. Ýêâèäèñòàíòíûå ÂØÏ èçãîòàâëèâà- ëè èç ïëåíêè Al òîëùèíîé h2≈0,2 ìêì ôîòîëèòîãðà- ôèåé, ìåòîäàìè êîíòàêòíîé ïå÷àòè è ïðîåêöèîííîé ëèòîãðàôèè. Ïëåíêè Al (ρ=(3�3,2)·10�6 Îì·ñì) ïî- ëó÷àëè Â×-ìàãíåòðîííûì ðàñïûëåíèåì ìåòàëëè÷å- ñêèõ ìèøåíåé. Ïðè èñïîëüçîâàíèè êîíñòðóêöèè W/ àëìàç/ZnO/ÂØÏ (h1=42 ìêì, h=6 ìêì, d=40 ìêì, Ì=8,5) ñêîðîñòü ÏÀ ñîñòàâëÿëà 8,82 êì/ñ [8]. Áûëà èññëåäîâàíà çàâèñèìîñòü k2 îò òîëùèíû ïëåíêè ZnO, âûðàùåííîé ìàãíåòðîííûì ðàñïûëåíè- åì íà ïîñòîÿííîì òîêå, äëÿ êîíñòðóêöèè àëìàç/ZnO/ ÂØÏ. Ïðè h/λ>0,3 çíà÷åíèå k2 ïîñòîÿííî è ðàâíî ≈1,1%. Íà ÷àñòîòó îáðàáîòêè ñèãíàëà è âíåñåííûå ïîòåðè ôèëüòðîâ íà ÏÀ ñèëüíîå âëèÿíèå îêàçûâàåò ñòðîåíèå ñëîÿ ïüåçîýëåêòðè÷åñêîãî ìàòåðèàëà. Ñ óâå- ëè÷åíèåì J è ðàçìåðà êðèñòàëëèòîâ, à òàêæå c óìåíü- øåíèåì ðàçîðèåíòàöèè êðèñòàëëèòîâ îòíîñèòåëüíî îñè òåêñòóðû, âíîñèìûå ïîòåðè ìîãóò áûòü óìåíüøåíû íà ≈20%. Àêóñòè÷åñêàÿ âîëíà äâèæåòñÿ ïî êðèñòàëëèòàì àëìàçà, ñîñòîÿùèì èç àêñèàëüíî òåêñòóðèðîâàííûõ ïëàñòèí òîëùèíîé 50�100 íì, è ìîíîêðèñòàëëè÷å- ñêèì âîëîêíàì ZnO ñ ïîïåðå÷íûì ðàçìåðîì 50� 300 íì, à òàêæå ïî ðåíòãåíîàìîðôíûì ôàçàì àëìà- çîïîäîáíîãî óãëåðîäà è ZnO. Ëèíèè çàäåðæêè íà ñëîèñòûõ ñòðóêòóðàõ ñè- òàëë/ZnO. Õàðàêòåðèñòèêè ñëîèñòîãî çâóêîïðîâî- äà ñ èñïîëüçîâàíèåì ïüåçîýëåêòðè÷åñêîé ïëåíêè ZnO ïðîâåðÿëèñü ýêñïåðèìåíòàëüíî íà îáðàçöàõ ËÇ, ñôîð- ìèðîâàííûõ íà ïîäëîæêàõ èç ñèòàëëà (αÒ=5·10�6 Ê�1). Ðàñ÷åò ãåîìåòðè÷åñêèõ ðàçìåðîâ ÂØÏ îñíîâûâà- åòñÿ íà èçâåñòíûõ çíà÷åíèÿõ k2, VR è óäåëüíîé åìêî- Âñòðå÷íî-øòûðåâîé ïðåîáðàçîâàòåëü Ïëåíêà ZnO Ïîëèêëàñòåðíàÿ ïëåíêà àëìàçíàÿ Ïîäëîæêà (W, Si) 2L h h 1 B L d h 2 A a) á) Si/àëìàç/Zno ÂØÏ 10 ì ì Ðèñ. 8. Êîíñòðóêöèÿ (à) è ôîòîãðàôèÿ (á) ëèíèè çàäåðæ- êè íà ÏÀ íà ñëîèñòîì çâóêîïðîâîäå Si/àëìàç/ZnO Ìåòîä Íàãðåòàÿ íèòü Äóãîâîé ðàçðÿä Ðàáî÷èé ãàç 1,5 îá.% ÑÍ4+Í2 (1,5…4) îá.% ÑÍ4+Í2 Äàâëåíèå ãàçà, Ïà 3⋅103 >103 Òåìïåðàòóðà ïîäëîæêè, Ê 800—1300 873—1473 Ñêîðîñòü îñàæäåíèÿ, ìêì/÷ 0,2—2 Äî 40 Òàáëèöà 2 Ïàðàìåòðû ïðîöåññîâ îñàæäåíèÿ ïîëèêëàñòåðíûõ ïëåíîê àëìàçà 54 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6 ñòè ïàðû ýëåêòðîäîâ (CF). Äëÿ ïîäëîæåê èç ïüåçî- ýëåêòðè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ ÷èñëîâûå çíà÷åíèÿ ýòèõ âåëè÷èí îïðåäåëåíû. Îäíàêî äëÿ ïîäëîæåê ñ ïüåçî- ýëåêòðè÷åñêèìè ïëåíêàìè óêàçàííûå çíà÷åíèÿ îïðå- äåëÿþòñÿ âçàèìíûì ðàñïîëîæåíèåì ïîäëîæêè, ïðå- îáðàçîâàòåëÿ ÏÀÂ, ïüåçîýëåêòðè÷åñêîé ïëåíêè è çà- êîðà÷èâàþùåãî ýëåêòðîäà. Ïðèìåíÿåìàÿ â äàííîé ðàáîòå êîíñòðóêöèÿ ñèòàëë/ÂØÏ/ZnO ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 9, à. Çíà÷åíèÿ k2, VR è CF çàâèñÿò òàêæå îò h è λ. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ýòèõ âåëè÷èí èñïîëüçîâàëè ËÇ ñ Ì=40 è λ=28 ìêì. Çíà÷åíèÿ k2 îïðåäåëÿëè ïî ñîïðî- òèâëåíèþ èçëó÷åíèÿ ÂØÏ ïðè ñîãëàñîâàíèè åãî èí- äóêòèâíûìè ýëåìåíòàìè íà ÷àñòîòå àêóñòè÷åñêîãî ñèíõðîíèçìà. Ñêîðîñòü ÏÀ îïðåäåëÿëè ïî ïåðèîäó ïðåîáðàçîâàòåëÿ ÏÀÂ. Çàâèñèìîñòü ýôôåêòèâíîãî k2 îò ñîîòíîøåíèÿ h/λ ïðèâåäåíà íà ðèñ. 9, à. Âåëè÷èíà k2 ñîñòàâëÿåò ≈2% ïðè h/λ=0,4�0,45, ÷òî äåëàåò ïåðñïåêòèâíûì ïðè- ìåíåíèå ïëåíîê ZnO äëÿ èçãîòîâëåíèÿ óñòðîéñòâ íà ÏÀÂ. Åñëè ó÷åñòü, ÷òî ëó÷øèå ñòðóêòóðíûå õàðàêòå- ðèñòèêè ñèëüíîòåêñòóðèðîâàííûõ ïî <0001> ïëåíîê ZnO äîñòèãàþòñÿ ïðè èõ ôîðìèðîâàíèè ñ îòíîñèòåëü- íî íåâûñîêîé ñêîðîñòüþ, òî íà ÷àñòîòàõ >70 ÌÃö, äëÿ êîòîðûõ òðåáóþòñÿ ïëåíêè ZnO íåáîëüøîé (5� 7 ìêì) òîëùèíû, ìîæíî èçãîòàâëèâàòü óñòðîéñòâà íà ÏÀ ñ âåëè÷èíîé k2≈2%. Íà ìåíüøèõ ÷àñòîòàõ, èç- çà òðóäíîñòåé ïîëó÷åíèÿ òîëñòûõ (íåñêîëüêî äåñÿò- êîâ ìèêðîí) ïëåíîê ZnO, ÂØÏ èçãîòàâëèâàþò èñõî- äÿ èç óñëîâèÿ, ÷òî ïëåíêè ZnO èìåþò òîëùèíó, ñîîò- âåòñòâóþùóþ âåëè÷èíå ïåðâîãî ìàêñèìóìà (0,035λ). Íà ðèñ. 9, á ïðåäñòàâëåíà çàâèñèìîñòü èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè ÏÀ îò âåëè÷èíû h/λ.  îáëàñòè çíà÷åíèé 0<h/λ≤0,1 íàáëþäàåòñÿ íàèáîëåå ñèëüíîå èçìåíåíèå VR. Ñ óâåëè÷åíèåì òîëùèíû ïëåíêè ZnO (h>0,1λ) ñêîðîñòü ÏÀ óìåíüøàåòñÿ íåçíà÷èòåëüíî. Äëÿ ïåð- âîãî ìàêñèìóìà â çàâèñèìîñòè k2(h/λ) ôàçîâàÿ ñêî- ðîñòü ÏÀ íà ñèòàëëîâûõ ïîäëîæêàõ ñîñòàâëÿåò 3,4 êì/ñ (ðèñ. 9, à, á). Ïîñêîëüêó â îáëàñòè çíà÷åíèé h/λ=0,035 ñêîðîñòü ÏÀ ñóùåñòâåííî èçìåíÿåòñÿ, òî â ïðîöåññå îñàæäåíèÿ ïëåíêè ZnO íåîáõîäèìî ñòðî- ãî êîíòðîëèðîâàòü åå òîëùèíó è îäíîðîäíîñòü òîë- ùèíû ïî ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè. ×àñòîòíàÿ çàâèñèìîñòü âíîñèìûõ ïîòåðü (γï) óñò- ðîéñòâ íà ÏÀ îïðåäåëÿëàñü íà ïðîñòîé ëèíèè çà- äåðæêè. Íà ñèòàëëîâîé ïîäëîæêå áûëè ñôîðìèðî- âàíû äâà íåàïîäèçîâàííûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿ (Ì=40, λ=120 ìêì, À=8 ìì). Àìïëèòóäíî-÷àñòîòíàÿ õàðàê- òåðèñòèêà (À×Õ) óñòðîéñòâà íà ÏÀ ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 10, à. Âíîñèìûå ïîòåðè â ïîëîñå ïðîïóñêàíèÿ γï=15�16 äÁ ïðè óñëîâèè, ÷òî ñòàòè÷åñêàÿ åìêîñòü îáîèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé êîìïåíñèðîâàëàñü èíäóêöè- îííûìè ýëåìåíòàìè.  îòñóòñòâèè êîìïåíñàöèè ñòà- òè÷åñêîé åìêîñòè âíîñèìûå ïîòåðè óâåëè÷èâàëèñü äî 25�30 äÁ. Äëÿ òàêîé ëèíèè çàäåðæêè èñêàæåíèÿ À×Õ â ïîëîñå ïðîïóñêàíèÿ íå ïðåâûøàëè 1 äÁ. Òåìïåðàòóðíóþ ñòàáèëüíîñòü óñòðîéñòâ íà ÏÀ îïðåäåëÿëè ïî èçìåíåíèþ ÷àñòîòû (∆f) îäíîìîäîâî- ãî ÏÀÂ-ãåíåðàòîðà ñ ëèíèåé çàäåðæêè (ðèñ. 10, á), âêëþ÷åííîé â êà÷åñòâå ÷àñòîòíî-çàäàþùåãî ýëåìåíòà.  îáëàñòè òåìïåðàòóð 300�380 Ê òåìïåðàòóðíûé êîýô- ôèöèåíò èçìåíåíèÿ ÷àñòîòû íå ïðåâûøàë 20·10�6 Ê�1. Ýòî çíà÷åíèå ïî÷òè â 5 ðàç ìåíüøå, ÷åì äëÿ ïîäëî- æåê èç LiNbO3, ó êîòîðîãî òåìïåðàòóðíûé êîýôôè- öèåíò èçìåíåíèÿ ÷àñòîòû ðàâåí 90·10�6 Ê�1. Ïëåíêè ZnO � îòðàæàþùèå çåðêàëà ÓÔ-äèà- ïàçîíà. Îêñèä öèíêà ÿâëÿåòñÿ ïåðñïåêòèâíûì ìàòå- ðèàëîì äëÿ òîíêîïëåíî÷íûõ îòðàæàþùèõ ïîêðûòèé â ÓÔ-îáëàñòè ñïåêòðà. Îñîáåííîñòüþ òîíêèõ ïëåíîê ÿâëÿåòñÿ íå òîëüêî âûñîêèé êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ (80�85%), íî è âûñîêàÿ îïòè÷åñêàÿ ïðî÷íîñòü, ïî- çâîëÿþùàÿ èñïîëüçîâàòü èõ ïðè óäåëüíîé ìîùíîñòè áîëåå 1 ÌÂò/ñì2 ïðè ÷àñòîòå ïîâòîðåíèÿ èìïóëüñîâ äî 1 êÃö è äëèòåëüíîñòè ≈1 ìêñ. Äëÿ ïëåíîê ZnO õà- ðàêòåðåí äîñòàòî÷íî øèðîêèé ñïåêòðàëüíûé äèàïà- çîí îòðàæåíèÿ. Âñå ýòè ñâîéñòâà â ñî÷åòàíèè ñî çíà- ÷èòåëüíî ìåíüøåé ñòîèìîñòüþ (ïî ñðàâíåíèþ ñ ìíî- ãîñëîéíûìè äèýëåêòðè÷åñêèìè çåðêàëàìè) äåëàþò 2 1k2 , % Ñèòàëë ÂØÏ Çàêîðà÷èâàþùèé ýëåêòðîä ZnO a) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 h/λ á) V R , êì /ñ 4 3 0 0,1 0,2 0,3 h/λ Ðèñ. 9. Âëèÿíèå òîëùèíû ïëåíîê ZnO íà ïàðàìåòðû ñëîèñòîãî çâóêîïðîâîäà: à � êîýôôèöèåíò ýëåêòðîìåõàíè÷åñêîé ñâÿçè k2; á � ñêîðîñòü ÏÀ VR h  íî ñè ì û å ïî òå ðè , äÁ 20 40 60 80 24 26 28 30 f, ÌÃö à) á) ∆f , ê à ö 30 20 10 0 300 320 340 360 Ò, Ê Ðèñ. 10. Õàðàêòåðèñòèêè óñòðîéñòâ íà ÏÀ íà îñíîâå ïëåíîê ZnO, ñôîðìèðîâàííûõ íà ïîäëîæêàõ èç ñèòàëëà: à � À×Õ ëèíèè çàäåðæêè; á � òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ÷àñòîòû Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6 55 ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ ïëåíêè ZnO ïåðñïåêòèâíûì ìàòåðèàëîì â îáëàñòè ïîêðûòèé äëÿ ÓÔ ëàçåðíîé òåõíèêè. Ïëåíêè ZnO òîëùèíîé 0,8�1 ìêì áûëè èññëå- äîâàíû íà îòðàæåíèå ïàäàþùåãî èçëó÷åíèÿ (ðèñ. 11).  êà÷åñòâå èñòî÷íèêà ñâåòà èñïîëüçîâàëñÿ èìïóëüñ- íûé àçîòíûé ëàçåð (λ=337 íì). Ïðèåìíèêîì èçëó÷å- íèÿ ñëóæèëè êðåìíèåâûå pin-ôîòîäèîäû (ÔÄ), ñèã- íàëû ñ êîòîðûõ ïîñòóïàëè íà öèôðîâîé îñöèëëîãðàô TDS3032 (TEKTRONIX). Ðåçóëüòàò èçìåðåíèÿ óñðåä- íÿëñÿ ïî 200 èìïóëüñàì, ÷òî îáåñïå÷èëî òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ ±0,5%. Óãîë ïàäåíèÿ èçëó÷åíèÿ íà îáðà- çåö ñîñòàâëÿë ≈45î. Ôîòîäèîäîì çàìåðÿëàñü èíòåíñèâíîñòü èçëó÷åíèÿ ëàçåðà äî ïîïàäàíèÿ íà ïëåíêó (I0) (ïîëîæåíèå ÔÄ �0�) è èíòåíñèâíîñòü îòðàæåííîãî ïëåíêîé èçëó÷å- íèÿ (Ir) (ïîëîæåíèå ÔÄ �1�). Äëÿ âñåõ ïëåíîê êîýô- ôèöèåíò îòðàæåíèÿ k=Ir/I0·100% èçìåðÿëñÿ äî è ïîñ- ëå îòæèãà (k1 è k2, ñîîòâåòñòâåííî).  òàáë. 3 ïðèâå- äåíû çíà÷åíèÿ k äëÿ ïëåíîê, ïîëó÷åííûõ â ðåæèìå áåç Uñì (ïîäëîæêîäåðæàòåëü çàçåìëåí), à â òàáë. 4 ïîêàçàíà çàâèñèìîñòü k îò Uñì (ðàñïîëîæåíèå ïîëþ- ñîâ ìàãíèòîâ ìàãíåòðîíà è äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèò- íîé ñèñòåìû ïðîòèâîïîëîæíîå). Ëó÷øèå ïàðàìåòðû íàáëþäàëè ó îòîææåííûõ ïëå- íîê, ñôîðìèðîâàííûõ ïðè íåáîëüøîì ýëåêòðè÷åñêîì ñìåùåíèè íà ïîäëîæêîäåðæàòåëå (Uñì≈�3�+3 Â). Âûâîäû Ðàçðàáîòàíî îáîðóäîâàíèå äëÿ ìàãíåòðîííîãî ðàñ- ïûëåíèÿ ìàòåðèàëîâ ñ âîçäåéñòâèåì íà ôîðìèðóå- ìóþ ïëåíêó ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ñîçäàâàåìîãî äîïîë- íèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìîé. Ìåòîä ïîçâîëÿåò ïî- ëó÷àòü ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ (<420 Ê) íà íåîðè- åíòèðóþùèõ ïîäëîæêàõ íàíîñòðóêòóðèðîâàííûå ïëåíêè ZnO ñ óïîðÿäî÷åííûì ñòðîåíèåì êðèñòàëëè- ÷åñêîé ôàçû è îáëàäàþùèõ çàäàííûìè ôóíêöèîíàëü- íûìè ñâîéñòâàìè, èçãîòàâëèâàòü íà èõ îñíîâå ìíî- ãîñëîéíûå ñòðóêòóðû äëÿ ñîçäàíèÿ óñòðîéñòâ ýëåêò- ðîííîé òåõíèêè è îïòèêè ñ óëó÷øåííûìè ýêñïëóàòà- öèîííûìè õàðàêòåðèñòèêàìè. Ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ñëîèñòîé ñòðóêòóðû ïîäëîæêà/ZnO (ïîäëîæêà � ñèòàëë, ïî- ëèêëàñòåðíàÿ ïëåíêà àëìàçà) ïðè èçãîòîâëåíèè óñò- ðîéñòâ íà ÏÀÂ. Ïëåíêè ZnO, ïîëó÷åííûå ðàçðàáî- òàííûì ìåòîäîì, îáëàäàþò êîýôôèöèåíòîì îòðàæå- íèÿ >82% â áëèæíåé óëüòðàôèîëåòîâîé çîíå. Ïðè ýòîì íàáëþäàåòñÿ âûñîêàÿ ñòîéêîñòü ê ëàçåðíîìó èçëó÷å- íèþ, ÷òî äàåò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü ïëåíêè ZnO äëÿ ñîçäàíèÿ îòðàæàþùèõ ïîêðûòèé â ìîùíûõ ÓÔ ëàçåðíûõ ñèñòåìàõ. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Belyanin A. F., Pashchenko P. V., Senchenok A. E. et al. Magnetron sputtering apparatus for depositing films of various materials // Thin Films in Electronics. Proceedings of 12th International Symposium.� Kharkov, Ukraine.� 2001.� P. 330�335. 2. Áåëÿíèí À. Ô., Ïàùåíêî Ï. Â., Ñåìåíîâ À. Ï. Óñòðîéñòâî âûñîêî÷àñòîòíîãî ìàãíåòðîííîãî ðàñïûëåíèÿ äëÿ âûðàùèâàíèÿ òîíêèõ ïëåíîê // Ïðèáîðû è òåõíèêà ýêñïåðèìåíòà.� 1991.� ¹ 3.� Ñ. 220�222. 3. Êðåãåð Ô. Õèìèÿ íåñîâåðøåííûõ êðèñòàëëîâ.� Ì.: Ìèð, 1969. 4. Ïëàòîíîâ À. Í. Ïðèðîäà îêðàñêè ìèíåðàëîâ.� Êèåâ: Íàó- êîâà äóìêà, 1976. 5. Ïîâåðõíîñòíûå àêóñòè÷åñêèå âîëíû / Ïîä ðåä. À. Îëèíå- ðà.� Ì.: Ìèð, 1981. 6. Áåëÿíèí À. Ô., Ñàìîéëîâè÷ Ì. È., Ïàùåíêî Ï. Â., Áàãäàñà- ðÿí Ñ. À. Ñëîèñòûå ñòðóêòóðû àëìàçîïîäîáíûé óãëåðîä/AlN(ZnO) â óñòðîéñòâàõ íà ïîâåðõíîñòíûõ àêóñòè÷åñêèõ âîëíàõ // Ñèñòå- ìû è ñðåäñòâà ñâÿçè, òåëåâèäåíèÿ è ðàäèîâåùàíèÿ.� 2004.� ¹ 1� 2.� Ñ. 58�63. 7. Áåëÿíèí À. Ô., Ñàìîéëîâè÷ Ì. È., Êîâàëüñêèé Ê. À. è äð. Íàíîñòðóêòóðèðîâàííûå ïëåíêè AlN è ZnO â ýëåêòðîííîé òåõ- íèêå // Íàóêà è òåõíîëîãèÿ â ïðîìûøëåííîñòè.� 2005.� ¹ 2.� Ñ. 46�57. 8. Áåëÿíèí À. Ô., Çèìà Â. Í., Àëåêñåíêî À. Å. è äð. Ïðèìåíå- íèå àëìàçíûõ ïëåíîê â êà÷åñòâå çâóêîïðîâîäà óñòðîéñòâ íà ÏÀ // Òîíêèå ïëåíêè â ýëåêòðîíèêå. Ìàò-ëû III Ìåæðåãèîíàëüíîãî ñîâåùàíèÿ.� Éîøêàð-Îëà: ÌÃÒÓ, 1992.� Ñ. 162�167. Ðàñïîëîæåíèå ìàãíèòîâ ìàãíèòíîé ñèñòåìû îòíîñèòåëüíî ìàãíåòðîíà k1, % k2, % Áåç äîïîëíèòåëüíîé ìàãíèòíîé ñèñòåìû 80,3 79,6 Ïîëþñà ìàãíèòíûõ ñèñòåì ñîâïàäàþò 73,4 80,9 Ïîëþñà ìàãíèòíûõ ñèñòåì ïðîòèâîïîëîæíû 81,0 80,3 Òàáëèöà 3 Âëèÿíèå ðàñïîëîæåíèÿ ïîëþñîâ ìàãíèòîâ íà êîýô- ôèöèåíò îòðàæåíèÿ ïëåíîê ZnO Uñì,  k1, % k2, % –6…–11 77,0 82,1 –5…–10 81,5 83,2 –2…–3 81,5 85,0 –1…–3 73,9 83,5 +2…+3 83,6 86,9 Òàáëèöà 4 Çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà îòðàæåíèÿ îò íàïðÿ- æåíèÿ ñìåùåíèÿ Öèôðîâîé îñöèëëîãðàô Ïîäëîæêà ÔÄ "0" ÔÄ "1" Ïëåíêà ZnOÔîòîïðèåìíèê Ðèñ. 11. Ñõåìà èçìåðåíèÿ êîýôôèöèåíòà îòðàæåíèÿ ïëåíîê ZnO Àçîòíûé ëàçåð, λ=337 íì

Схожі ресурси