Расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы HfO₂—Nd₂O₃
Предложена методика расчета параметров пленок многокомпонентной системы HfO₂—Nd₂O₃, полученных электронно-лучевым напылением в вакууме, с неоднородным распределением компонентов по толщине. Данные расчета хорошо коррелируют с результатами эксперимента, что позволяет получать пленки с заданными диэле...
Збережено в:
| Дата: | 2003 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2003
|
| Назва видання: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70600 |
| 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: | Расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы HfO₂—Nd₂O₃ / А.И. Казаков, А.В. Андриянов, В.С. Миронов, О.В. Поляруш // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 1. — С. 52-54. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-70600 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-706002014-11-09T03:01:44Z Расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы HfO₂—Nd₂O₃ Казаков, А.И. Андриянов, А.В. Миронов, В.С. Поляруш, О.В. Материалы электроники Предложена методика расчета параметров пленок многокомпонентной системы HfO₂—Nd₂O₃, полученных электронно-лучевым напылением в вакууме, с неоднородным распределением компонентов по толщине. Данные расчета хорошо коррелируют с результатами эксперимента, что позволяет получать пленки с заданными диэлектрическими характеристиками в широком частотном диапазоне. Результаты расчета использовались для оптимизации параметров тонкопленочных излучателей с диэлектрической пленкой системы HfO₂—Nd₂O₃. The calculation technique of film parameters of multicomponent system HfO₂—Nd₂O₃, obtained electron beam evaporation in vacuum, with non-uniform distribution of components on thickness is offered. The calculation data well correlate with results of experiment, that allows to obtained of a film with given dielectrical characteristics in a wide frequency range. The calculation results were used for optimization of parameters thin-film emitter with the dielectrical film of system HHfO₂—Nd₂O₃. 2003 Article Расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы HfO₂—Nd₂O₃ / А.И. Казаков, А.В. Андриянов, В.С. Миронов, О.В. Поляруш // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 1. — С. 52-54. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70600 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 |
Материалы электроники Материалы электроники |
| spellingShingle |
Материалы электроники Материалы электроники Казаков, А.И. Андриянов, А.В. Миронов, В.С. Поляруш, О.В. Расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы HfO₂—Nd₂O₃ Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Предложена методика расчета параметров пленок многокомпонентной системы HfO₂—Nd₂O₃, полученных электронно-лучевым напылением в вакууме, с неоднородным распределением компонентов по толщине. Данные расчета хорошо коррелируют с результатами эксперимента, что позволяет получать пленки с заданными диэлектрическими характеристиками в широком частотном диапазоне. Результаты расчета использовались для оптимизации параметров тонкопленочных излучателей с диэлектрической пленкой системы HfO₂—Nd₂O₃. |
| format |
Article |
| author |
Казаков, А.И. Андриянов, А.В. Миронов, В.С. Поляруш, О.В. |
| author_facet |
Казаков, А.И. Андриянов, А.В. Миронов, В.С. Поляруш, О.В. |
| author_sort |
Казаков, А.И. |
| title |
Расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы HfO₂—Nd₂O₃ |
| title_short |
Расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы HfO₂—Nd₂O₃ |
| title_full |
Расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы HfO₂—Nd₂O₃ |
| title_fullStr |
Расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы HfO₂—Nd₂O₃ |
| title_full_unstemmed |
Расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы HfO₂—Nd₂O₃ |
| title_sort |
расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы hfo₂—nd₂o₃ |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2003 |
| topic_facet |
Материалы электроники |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70600 |
| citation_txt |
Расчет частотной зависимости диэлектрических характеристик тонких пленок системы HfO₂—Nd₂O₃ / А.И. Казаков, А.В. Андриянов, В.С. Миронов, О.В. Поляруш // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — № 1. — С. 52-54. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT kazakovai rasčetčastotnojzavisimostidiélektričeskihharakteristiktonkihplenoksistemyhfo2nd2o3 AT andriânovav rasčetčastotnojzavisimostidiélektričeskihharakteristiktonkihplenoksistemyhfo2nd2o3 AT mironovvs rasčetčastotnojzavisimostidiélektričeskihharakteristiktonkihplenoksistemyhfo2nd2o3 AT polârušov rasčetčastotnojzavisimostidiélektričeskihharakteristiktonkihplenoksistemyhfo2nd2o3 |
| first_indexed |
2025-07-05T19:46:54Z |
| last_indexed |
2025-07-05T19:46:54Z |
| _version_ |
1836837571083108352 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 1
52
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
05.04�18.10 2002 ã.
Îïïîíåíòû ê. ò. í. À. Ô. ÀÍÄÐÅÅÂÀ,
ê. õ. í. À. Â. ØÅÂ×ÅÍÊÎ
(ÈÏÌ ÍÀÍÓ, ã. Êèåâ)
Ä. ò. í. À. È. ÊÀÇÀÊÎÂ, ê. ô.-ì. í. À. Â. ÀÍÄÐÈßÍÎÂ,
Â. Ñ. ÌÈÐÎÍÎÂ, ê. ò. í. Î. Â. ÏÎËßÐÓØ
Óêðàèíà, Îäåññêèé íàöèîíàëüíûé ïîëèòåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò
E-mail: elin@rtf.ospu.odessa.ua
Íà ïðèìåðå ñèñòåìû HfO2�Nd2O3 ïî-
êàçàíà ïðèìåíèìîñòü ïðåäëîæåííîé
ìåòîäèêè äëÿ îïòèìèçàöèè ñâîéñòâ
ïîëó÷àåìûõ äèýëåêòðè÷åñêèõ ïëåíîê.
Íà ñîâðåìåííîì ýòàïå ðàçâèòèÿ ìèêðîýëåêòðîí-
íîé òåõíèêè âñå áîëåå æåñòêèå òðåáîâàíèÿ ïðåäúÿâ-
ëÿþòñÿ ê êà÷åñòâó äèýëåêòðè÷åñêèõ ïëåíîê, îñîáåí-
íî ê âîñïðîèçâîäèìîñòè èõ õàðàêòåðèñòèê è ïàðàìåò-
ðîâ. Äëÿ òîíêîïëåíî÷íûõ ýëåêòðîëþìèíåñöåíòíûõ
ñòðóêòóð (ÒÏÝËÑ) îïòèìàëüíûì íàáîðîì ñâîéñòâ
îáëàäàþò ïëåíêè ñèñòåìû HfO2�Nd2O3, êîòîðûå èìå-
þò õîðîøèå äèýëåêòðè÷åñêèå è îïòè÷åñêèå õàðàêòå-
ðèñòèêè, âûñîêóþ ýëåêòðè÷åñêóþ ïðî÷íîñòü è òåð-
ìîïîëåâóþ ñòàáèëüíîñòü [1]. Îäíàêî ïðèìåíåíèå ïëå-
íîê ñèñòåìû HfO2�Nd2O3 â ïëåíî÷íîé ìèêðîýëåêò-
ðîíèêå âî ìíîãîì îãðàíè÷èâàåòñÿ îòñóòñòâèåì äàí-
íûõ îá èõ ñâîéñòâàõ. Â òî æå âðåìÿ ìåòîäû ìàòåìà-
òè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïîçâîëÿþò ïðîãíîçèðîâàòü
ýëåêòðîôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïîëó÷àåìûõ ïëå-
íîê.
Äëÿ óëó÷øåíèÿ õàðàêòåðèñòèê ÒÏÝËÑ íåîáõîäè-
ìî îïòèìèçèðîâàòü ïàðàìåòðû èñïîëüçóåìûõ äèýëåê-
òðè÷åñêèõ ïëåíîê ÒÏÝËÑ òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû â
îáëàñòè ïðèìåíÿåìûõ ðàáî÷èõ ÷àñòîò óñòðîéñòâà
(îáû÷íî 50 Ãö � 10 êÃö) îíè îáëàäàëè ìàêñèìàëü-
íûì çíà÷åíèåì äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ε è
ìèíèìàëüíûì çíà÷åíèåì òàíãåíñà óãëà äèýëåêòðè÷åñ-
êèõ ïîòåðü tgδ.
Öåëüþ äàííîé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ ðàçðàáîòêà ìåòî-
äèêè ðàñ÷åòà ÷àñòîòíîé çàâèñèìîñòè òàêèõ äèýëåêò-
ðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê êàê ε è tgδ òîíêèõ ïëåíîê
ñèñòåìû HfO2�Nd2O3, ïîëó÷åííûõ ýëåêòðîííî-ëó-
÷åâûì èñïàðåíèåì. Îäíèì èç îñíîâíûõ ïðåèìóùåñòâ
ýòèõ îêñèäíûõ ñèñòåì ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü îáðà-
çîâàíèÿ êâàçèáèíàðíûõ òâåðäûõ ðàñòâîðîâ, ÷òî ïî-
çâîëÿåò ñèíòåçèðîâàòü íîâûå ìàòåðèàëû ñ çàäàííûì
èçìåíåíèåì ñâîéñòâ.
Ñ òåðìîäèíàìè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ, â ìíîãîêîìïîíåíòíûõ
îêñèäíûõ ñèñòåìàõ íà îñíîâå ðåäêîçåìåëüíûõ è ïåðåõîäíûõ ìå-
òàëëîâ ìîæíî îæèäàòü çíà÷èòåëüíûå ýíåðãåòè÷åñêèå ýôôåêòû ñìå-
øåíèÿ, ÷òî äîëæíî ïðèâîäèòü ê íåëèíåéíîé çàâèñèìîñòè ñâîéñòâ
òàêèõ ôàç îò ñîñòàâà.
Ïðè èñïàðåíèè â âàêóóìå ñìåñåé îêñèäîâ ðåäêîçåìåëüíûõ
ýëåìåíòîâ íàáëþäàåòñÿ çàìåòíîå îòêëîíåíèå ñîñòàâà ïîëó÷àåìîé
ïëåíêè îò ñîñòàâà èñïàðÿåìîãî ìàòåðèàëà. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðè
èñïàðåíèè ñìåñè îêñèäîâ ãàôíèÿ è ëàíòàíà ïðîèñõîäèò îáåäíå-
ÐÀÑ×ÅÒ ×ÀÑÒÎÒÍÎÉ ÇÀÂÈÑÈÌÎÑÒÈ
ÄÈÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÕ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ
ÒÎÍÊÈÕ ÏËÅÍÎÊ ÑÈÑÒÅÌÛ HfO
2
�Nd
2
O
3
íèå ðàñòóùåé ïëåíêè ãàôíèåì, à ïîâåðõíîñòíûé ñëîé ïëåíêè
îáîãàùàåòñÿ HfO2 [2]. Ïðè ïîëó÷åíèè òîíêèõ ïëåíîê â ñèñòåìå
HfO2�Nd2O3 ðàñïðåäåëåíèå êîíöåíòðàöèé êîìïîíåíòîâ ïî òîë-
ùèíå ïëåíêè íîñèò íåëèíåéíûé õàðàêòåð è ìîæåò áûòü äîñòàòî÷-
íî ðåçêèì [1]. Ýòî ìîæíî îáúÿñíèòü òåì, ÷òî ðàñòâîðèìîñòü
Nd2O3 â ìîíîêëèííîé è òåòðàãîíàëüíîé îêèñè ãàôíèÿ íåçíà÷è-
òåëüíà [3, ñ. 176].
Îäíàêî óñòàíîâëåíî, ÷òî êóáè÷åñêàÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíàÿ
ìîäèôèêàöèÿ HfO2 ìîæåò áûòü ñòàáèëèçèðîâàíà ïóòåì äîáàâëå-
íèÿ ðåäêîçåìåëüíûõ îêñèäîâ â êîíöåíòðàöèÿõ áîëåå ÷åì 5 ìàñ.%.
Ïðè ýòîì îáðàçóþòñÿ ïðîòÿæåííûå ãåòåðîãåííûå îáëàñòè ñóùå-
ñòâîâàíèÿ êóáè÷åñêèõ òâåðäûõ ðàñòâîðîâ íà îñíîâå âûñîêîòåì-
ïåðàòóðíûõ ïîëèìîðôíûõ ìîäèôèêàöèé HfO2 è Nd2O3 òèïà ôëþ-
îðèòà è ïèðîõëîðà. Ýòè ôàçû ìîãóò áûòü ìåòàñòàáèëüíûìè ïðè
íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ âñëåäñòâèå íåðàâíîâåñíûõ óñëîâèé îñàæäå-
íèÿ è ñòàáèëèçèðóþùåãî âëèÿíèÿ ðàçìåðíûõ ýôôåêòîâ â òîíêèõ
ïëåíêàõ.
Îïèñàíèå äèýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïîäîáíûõ
íåîäíîðîäíûõ ïî òîëùèíå òîíêèõ ïëåíîê âîç-
ìîæíî íà îñíîâå òåîðèè ìíîãîñëîéíîãî êîíäåíñàòî-
ðà Ìàêñâåëëà [4, ñ. 106]. Äëÿ èçó÷àåìîãî ñëó÷àÿ â
êà÷åñòâå ïåðâîãî ïðèáëèæåíèÿ ìîæíî ïðåäñòàâèòü ïî-
ëó÷àåìûå òîíêèå ïëåíêè HfO2�Nd2O3 êàê äâóõñëîé-
íûå, â êîòîðûõ ïðèïîâåðõíîñòíûé ñëîé îáîãàùåí
HfO2, à âíóòðåííèé ñëîé èìååò ñîñòàâ, áëèçêèé ê
ñîñòàâó èñïàðÿåìîãî èñòî÷íèêà. Òîãäà ðàñ÷åò ÷àñòîò-
íîé çàâèñèìîñòè äèýëåêòðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê âîç-
ìîæåí íà îñíîâå ìîäåëè äâóõñëîéíîãî êîíäåíñàòîðà.
Ñòðóêòóðà èññëåäóåìûõ îáðàçöîâ è ñîîòâåòñòâóþùàÿ
ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 1.
Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðíàÿ (à) è ýêâèâàëåíòíàÿ (á) ñõåìû ÌÄÌ-
ñòðóêòóðû íà îñíîâå äèýëåêòðè÷åñêèõ ïëåíîê HfO2�
Nd2O3:
1 � ïîâåðõíîñòíûé ñëîé, îáîãàùåííûé HfO2; 2 � ñëîé HfO2 �
Nd2O3, áëèçêèé ê ñîñòàâó èñïàðÿåìîãî ìàòåðèàëà; 3 � ïëåíêà Al;
4 � ñòåêëÿííàÿ ïîäëîæêà
à)
á)
U
R1
R2
C1
C2
ε1, σ1 1
ε2, σ2
2
3
3
4 ≈≈
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 1
53
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
Ñîñòàâëÿþùèå ðåçóëüòèðóþùåé êîìïëåêñíîé äè-
ýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ïëåíêè ε = εr � iε' äëÿ
èñïîëüçóåìîé ìîäåëè ìîãóò áûòü çàïèñàíû êàê [4]:
)ôù)(1(
)ôôùô(1)ô(ô
å
22
210
21
2
21
++
−−+=
RRC
r ; (1)
)ôù)(1(ù
)ôô(ôùôôù1
å
22
210
21
2
21
2
++
++−=′
RRC
, (2)
Òàíãåíñ óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü äëÿ äâóõ-
ñëîéíîé ìîäåëè ìîæíî çàïèñàòü êàê
)]ôôùô(1)ôù[(ô
)ôô(ôùôôù1
å
å
tgä
21
2
21
21
2
21
2
−−+
++−=
′
=
r
. (3)
Äëÿ ïðîâåðêè ïðèìåíèìîñòè ìîäåëè äâóõñëîé-
íîãî êîíäåíñàòîðà áûëà ðàçðàáîòàíà ýêñïåðè-
ìåíòàëüíàÿ ìåòîäèêà ïîëó÷åíèÿ ïëåíîê ñ ñîñòàâàìè,
ñîîòâåòñòâóþùèìè íà÷àëüíîé è êîíå÷íîé ñòàäèè ïðî-
öåññà íàïûëåíèÿ. Èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü íà
ÌÄÌ-ñòðóêòóðàõ ñ òîíêîé äèýëåêòðè÷åñêîé ïëåíêîé
ñèñòåìû HfO2�Nd2O3, êîòîðóþ íàíîñèëè ýëåêòðîí-
íî-ëó÷åâûì èñïàðåíèåì èç òàáëåòèðîâàííûõ ìèøå-
íåé íà ñòåêëÿííûå ïîäëîæêè â âàêóóìå 3⋅10�3 Ïà.
Òåõíîëîãè÷åñêèå ðåæèìû îñàæäåíèÿ áûëè àíàëîãè÷-
íû ïðèâåäåííûì â [1, 5].
Îñàæäåíèå ïëåíêè äèýëåêòðèêà íà ïîäëîæêè ñ
ïðåäâàðèòåëüíî íàïûëåííîé ïðîâîäÿùåé ïëåíêîé ïðî-
âîäèëîñü ñ ïîøàãîâûì ïåðåìåùåíèåì çàñëîíêè îä-
íîâðåìåííî â ðåæèìàõ "îòêðûâàþùàÿñÿ çàñëîíêà" è
"çàêðûâàþùàÿñÿ çàñëîíêà". Ïðè ýòîì ïîëó÷àëàñü ñòó-
ïåí÷àòàÿ êîíôèãóðàöèÿ ñòðóêòóðû ñ ðàçëè÷íûì ñî-
ñòàâîì ïëåíêè.  ñëó÷àå ðåæèìà "îòêðûâàþùàÿñÿ
çàñëîíêà" ñòóïåí÷àòî óìåíüøàåòñÿ òîëùèíà ñëîÿ
ïëåíêè ñ ñîñòàâîì, áëèçêèì ê ñîñòàâó èñïàðÿåìîãî
ìàòåðèàëà, âïëîòü äî ñëîÿ, îáîãàùåííîãî HfO2. Ýòè
îáðàçöû ïîçâîëÿþò îöåíèòü ñîñòàâ ïëåíêè, ïîëó÷àå-
ìîé íà êîíå÷íîé ñòàäèè. È íàîáîðîò, â ñëó÷àå ðåæè-
ìà "çàêðûâàþùàÿñÿ çàñëîíêà" ñòóïåí÷àòî óâåëè÷è-
âàåòñÿ òîëùèíà ñëîÿ ïëåíêè ñ ñîñòàâîì, áëèçêèì ê
ñîñòàâó èñïàðÿåìîãî ìàòåðèàëà, âïëîòü äî òîëùèíû
ïëåíêè, ñîäåðæàùåé ïîâåðõíîñòíûé ñëîé, îáîãàùåí-
íûé HfO2, ÷òî ïîçâîëÿåò îöåíèòü ñîñòàâ ïëåíîê, ïî-
ëó÷àåìûõ íà íà÷àëüíîé ñòàäèè ïðîöåññà.
 êà÷åñòâå ýëåêòðîäîâ èñïîëüçîâàëèñü àëþìèíè-
åâûå ïëåíêè, ïîëó÷àåìûå ðåçèñòèâíûì èñïàðåíèåì
÷åðåç ìàñêó â âàêóóìå 5⋅10�3 Ïà. Íà ïîäëîæêå ðàç-
ìåðîì 60×48 ìì ôîðìèðîâàëèñü 400 ÌÄÌ-ñòðóê-
òóð ðàçìåðîì 1×1 ìì. Èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü íà
ó÷àñòêàõ ñ ðàâíîé òîëùèíîé ïëåíêè äèýëåêòðèêà.
Èçìåðåíèÿ äèýëåêòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïðîâîäè-
ëèñü íà ñîîòâåòñòâóþùèõ ÌÄÌ-ñòðóêòóðàõ. Çíà÷å-
íèÿ ε1, σ1 èçìåðÿëèñü íà ÌÄÌ-ñòðóêòóðå òîëùèíîé
d1 c äèýëåêòðè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè, áëèçêèìè ê
HfO2, ε2, σ2 � íà ñòðóêòóðå òîëùèíîé d2 = d � d1 (d
� îáùàÿ òîëùèíà ñëîÿ) è ñîñòàâîì ïëåíêè, áëèç-
êèì ê ñîñòàâó èñïàðÿåìîãî ìàòåðèàëà.
 ïðîöåññå ðîñòà òîëùèíà ïëåíîê êîíòðîëèðîâàëàñü ïî ìå-
òîäèêå, îñíîâàííîé íà èíòåðôåðåíöèè ëàçåðíûõ ëó÷åé. Ñêî-
ðîñòü îñàæäåíèÿ ïëåíêè äèýëåêòðèêà áûëà ïîñòîÿííîé è ñòà-
áèëüíîé è ñîñòàâëÿëà 5 íì/ìèí, à òîëùèíà âàðüèðîâàëàñü â èí-
òåðâàëå 60…400 íì. Èòîãîâûé êîíòðîëü òîëùèíû ïëåíîê ïðîâî-
äèëñÿ ñ ïîìîùüþ èíòåðôåðîìåòðà ÌÈÈ-4. Çíà÷åíèå d1 â ñðåä-
íåì ñîñòàâëÿëî ïîðÿäêà 40 íì, à d2 � 260 íì. Èçìåðåíèÿ åìêîñòè
è äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü íà ðàçíûõ ÷àñòîòàõ ïðîâîäèëèñü ìîñ-
òîì ïîëíûõ ïðîâîäèìîñòåé òèïà ÌÏÏ-300 è èçìåðèòåëÿìè Å7-8,
Å7-11, Å7-12.
Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ çàâèñèìîñòü ïîëó÷åíà óñðåä-
íåíèåì ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé íà 5 ïîäëîæêàõ, êàæ-
äàÿ èç êîòîðûõ ñîäåðæàëà 400 ÌÄÌ-ñòðóêòóð. Íà
Ðèñ. 3. ×àñòîòíàÿ çàâèñèìîñòü tgδ ïëåíîê ñèñòåìû HfO2�
Nd2O3 (25%):
1 � ýêñïåðèìåíò; 2 � ìîäåëü
Ò
àí
ãå
íñ
ó
ãë
à
äè
ýë
åê
òð
è÷
åñ
êè
õ
ï
îò
åð
ü
0,1
0,01
0,001
0,1 1 10 100 1000
×àñòîòà, êÃö
2
1
Ä
èý
ëå
êò
ðè
֌
ñê
àÿ
ï
ðî
íè
öà
åì
îñ
òü
16
15
14
0,1 1 10 100 1000
×àñòîòà, êÃö
2
1
Ðèñ. 2. ×àñòîòíàÿ çàâèñèìîñòü äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíè-
öàåìîñòè ïëåíîê ñèñòåìû HfO2�Nd2O3 (25%):
1 � ýêñïåðèìåíò; 2 � ìîäåëü
;
ó
åå
ô;
ó
åå
2
02
222
1
01
11 === CRCR
ñîïðîòèâëåíèå;
ïðîâîäèìîñòü;
åìêîñòü;
äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü ñîîòâåòñòâóþùèõ ñëîåâ;
ýëåêòðè÷åñêàÿ ïîñòîÿííàÿ;
;
óó
)ååå(ôô
1221
01221
21
1221
dd
dd
RR
RR
+
+=
+
+
òîëùèíà ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ, îáîãàùåííîãî HfO2;
òîëùèíà ñëîÿ ñ ñîñòàâîì, ñîîòâåòñòâóþùèì ñîñòàâó èñ-
ïàðÿåìîãî ìàòåðèàëà;
öèêëè÷åñêàÿ ÷àñòîòà;
;
)(
å
21
0 dd
S
+
ïëîùàäü ÌÄÌ-ñòðóêòóðû.
ãäå τ1=
R1, R2 �
σ1, σ2 �
C1, C2 �
ε1, ε2 �
ε0 �
τ=
d1 �
d2 �
ω �
C0=
S �
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2003, ¹ 1
54
ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÈ
ðèñ. 2 è 3 ïîêàçàíû ÷àñòîòíûå çàâèñèìîñòè ñîîò-
âåòñòâåííî äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè è òàí-
ãåíñà óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü ïëåíîê HfO2�
Nd2O3 (25 ìàñ.%), èçìåðåííûõ è ïîñòðîåííûõ â ñî-
îòâåòñòâèè ñ ðåçóëüòàòàìè ðàñ÷åòà ïî ôîðìóëàì (1)
� (3) íà îñíîâå äàííûõ, ïîëó÷åííûõ íà ñòóïåí÷à-
òûõ ñòðóêòóðàõ.
Îöåíêà àäåêâàòíîñòè èñïîëüçóåìîé ìàòåìàòè÷åñ-
êîé ìîäåëè ïðîâîäèëàñü íà îñíîâå êðèòåðèÿ Ôèøåðà
F, êîòîðûé îïðåäåëÿëñÿ êàê îòíîøåíèå äèñïåðñèè
àäåêâàòíîñòè ìîäåëè ê äèñïåðñèè âîñïðîèçâîäèìî-
ñòè òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà. Äëÿ ìîäåëè, îïèñû-
âàþùåé äèýëåêòðè÷åñêóþ ïðîíèöàåìîñòü, âåëè÷èíà
F ñîñòàâëÿëà 5,54 è äëÿ ìîäåëè, îïèñûâàþùåé òàí-
ãåíñ óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü, � 5,67. Êðèòè-
÷åñêîå çíà÷åíèå êðèòåðèÿ Ôèøåðà Fêð äëÿ óðîâíÿ
çíà÷èìîñòè 0,05 ñîñòàâëÿåò 5,8 [6, ñ. 166]. Ïîñêîëü-
êó è â òîì, è â äðóãîì ñëó÷àå âûïîëíÿåòñÿ ñîîòíî-
øåíèå F<Fêð, ìîæíî ñäåëàòü âûâîä î òîì, ÷òî ìî-
äåëü äâóõñëîéíîãî êîíäåíñàòîðà äîñòàòî÷íî õîðî-
øî îïèñûâàåò ÷àñòîòíóþ çàâèñèìîñòü ε è tgδ äëÿ
èññëåäóåìîãî ìàòåðèàëà.
Ñ ôèçè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ íàáëþäàåìûå ðàñõîæ-
äåíèÿ ìåæäó ìîäåëüþ è ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàí-
íûìè äëÿ ε è tgδ íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ ìîæíî îáúÿñ-
íèòü òåì, ÷òî äëÿ èññëåäóåìîãî ìàòåðèàëà èîííî-ðå-
ëàêñàöèîííûé òèï ïîëÿðèçàöèè, êîòîðûé ïðåäïîëà-
ãàåòñÿ îñíîâíûì â òåîðèè ìíîãîñëîéíîãî êîíäåíñà-
òîðà Ìàêñâåëëà, íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ óæå íå ÿâëÿåò-
ñÿ äîìèíèðóþùèì, è ñêàçûâàåòñÿ çàìåòíîå âëèÿíèå
äðóãèõ âèäîâ ïîëÿðèçàöèè, â ðåçóëüòàòå ÷åãî íàáëþ-
äàåòñÿ áîëåå ìåäëåííîå ñíèæåíèå âåëè÷èíû äèýëåê-
òðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ïðè ïîâûøåíèè ÷àñòîòû.
Äàííûå ðàñ÷åòà áûëè èñïîëüçîâàíû äëÿ îïòèìè-
çàöèè ïàðàìåòðîâ ÒÏÝËÑ ñ äèýëåêòðè÷åñêîé ïëåí-
êîé ñèñòåìû HfO2�Nd2O3. Ýòî ïîçâîëèëî ïîâûñèòü
ýëåêòðîôèçè÷åñêèå è îïòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè òîí-
êîïëåíî÷íûõ èçëó÷àòåëåé.
***
Ïðåäëîæåííàÿ ìåòîäèêà ðàñ÷åòà äèýëåêòðè÷åñêèõ
ïàðàìåòðîâ ïëåíîê ñèñòåìû HfO2�Nd2O3 ïîçâîëÿåò
ñ äîñòàòî÷íîé äîñòîâåðíîñòüþ ïðîãíîçèðîâàòü èõ
õàðàêòåðèñòèêè â øèðîêîì ÷àñòîòíîì äèàïàçîíå. Èñ-
ïîëüçîâàíèå îïèñàííîé ìåòîäèêè ïîçâîëÿåò ñóùå-
ñòâåííî ñîêðàòèòü ìàñøòàáû òåõíîëîãè÷åñêîãî ýêñ-
ïåðèìåíòà ïðè îïòèìèçàöèè ïàðàìåòðîâ äèýëåêòðè-
÷åñêèõ ïëåíîê ìíîãîêîìïîíåíòíûõ ñèñòåì â ñîîò-
âåòñòâèè ñ ïðàêòè÷åñêèìè òðåáîâàíèÿìè.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Ñóõàðåâ Þ. Ã., Àêóëþøèí È. Ë., Ìèðîíîâ Â. Ñ. è äð. Ýëåêò-
ðîôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ïëåíîê ñèñòåì ZrO2�Y2O3, HfO2�Nd2O3,
HfO2�Y2O3 // Íåîðãàí. ìàòåð.� 1994.� Ò. 30, ¹ 4.� Ñ. 556�
558.
2. Õîäîñ Ì. ß., Òåòåðèí Ã. À., Æóðàâëåâ Þ. Ô.è äð. Âàêóóì-
íûå êîíäåíñàòû ñèñòåì HfO2�Ln2O3 // Òàì æå.� 1990.� Ò. 26,
¹ 11.� Ñ. 2332�2334.
3. Ãëóøêîâà Â. Á., Êðàâ÷èíñêàÿ Ì. Â., Êóçíåöîâ À. Ê., Òèõî-
íîâ Ï. À. Äèîêñèä ãàôíèÿ è åãî ñîåäèíåíèÿ ñ îêñèäàìè ðåäêîçå-
ìåëüíûõ ýëåìåíòîâ.� Ë.: Íàóêà, 1984.
4. Îêàäçàêè Ê. Ïîñîáèå ïî ýëåêòðîòåõíè÷åñêèì ìàòåðèàëàì.
� Ì.: Ýíåðãèÿ, 1979.
5. Ñóõàðåâ Þ. Ã., Áîéêî Â. À., Öàöêî Â. È. è äð. Ïîëó÷åíèå è
äèýëåêòðè÷åñêèå ñâîéñòâà ïëåíîê îêñèäîâ ðåäêîçåìåëüíûõ ýëåìåí-
òîâ // Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Ñåð. Ìàòåðèàëû.� 1987.� Âûï. 4.�
Ñ. 62�65.
6. ×àðûêîâ À. Ê. Ìàòåìàòè÷åñêàÿ îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ õè-
ìè÷åñêîãî àíàëèçà.� Ë.: Õèìèÿ, 1984.
â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè
ðåäàêöèèâ ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå
â
ï
îð
òô
åë
å
ð
åä
àê
ö
è
è
â
ï
îð
òô
åë
å
ð
åä
àê
ö
è
è
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Îöåíêà òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà èçãîòîâëåíèÿ ÑÁÈÑ ïî ñòàáèëüíîñòè ýëåìåíòîâ åå ñòðóêòóðû.
À. Ì. Âàíòååâ, À. È. Êîðîáîâ (Ðîññèÿ, ã. Ìîñêâà)
Ðàäèàöèîííîå ëåãèðîâàíèå ñóëüôèäà êàäìèÿ è àðñåíèäà ãàëëèÿ. Â. À. Ìîêðèöêèé, À. Ñ. Ãàðêàâåíêî,
Â. Â. Çóáàðåâ, Ñ. Â. Ëåíêîâ (Óêðàèíà, ãã. Îäåññà, Ëüâîâ, Êèåâ)
Îïòèêî-ýëåêòðîííûé äàëüíîìåð ìàëûõ äèñòàíöèé äëÿ äèíàìè÷åñêèõ ñèñòåì. Þ. Ô. Âàêñìàí, Â. È.
Ñàòîíèé, Â. Â. ßíêî, È. À. Èâàí÷åíêî, Ë. Ì. Áóäèÿíñêàÿ (Óêðàèíà, ã. Îäåññà)
Ïðèáîðû îïðåäåëåíèÿ ñîëåíîñòè âîäû íà îñíîâå èíäóêòèâíûõ áàëàíñíûõ ñåíñîðîâ. Î. Í. Íåãîäåíêî,
Ñ. À. ×åðåâêî (Ðîññèÿ, ã. Òàãàíðîã)
Îïðåäåëåíèå èíôîðìàòèâíûõ ïàðàìåòðîâ èìïóëüñíûõ ñèãíàëîâ ïðè êîíòðîëå êà÷åñòâà êîìïîçèöè-
îííûõ ìàòåðèàëîâ. Â. Ñ. Åðåìåíêî, Ñ. È. Åðåìåíêî (Óêðàèíà, ã. Êèåâ)
Ëþìèíåñöåíòíûå è ôîòîýëåêòðè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ñòðóêòóð íà îñíîâå ãåòåðîïåðåõîäà "êðåì-
íèé � àðñåíèä ãàëëèÿ". Ë. Ë. Òåðëåöêàÿ, Ë. Ô. Êàëèíè÷åíêî, Â. Â. Ãîëóáöîâ (Óêðàèíà, ã. Îäåññà)
Èññëåäîâàíèå çàêîíîìåðíîñòåé è ìîäåëèðîâàíèå ïðîöåññîâ áåñêîíòàêòíîãî
õèìèêî-ìåõàíè÷åñêîãî èçãîòîâëåíèÿ ïîëóïðîâîäíèêîâ. Í. Í. Ãðèãîðüåâ,
Ì. Þ. Êðàâåöêèé, Ã. À. Ïàùåíêî, Ñ. Î. Ñûïêî, À. Â. Ôîìèí (Óêðàèíà, ã. Êèåâ)
Âëèÿíèå êðåìíèåâîé ïîäëîæêè íà ïðîáèâíîå íàïðÿæåíèå ðàçâåòâëåííîãî
n++ � p+-ïåðåõîäà. Â. Ï. Ñèäîðåíêî, À. Þ. Êèçÿê, Þ. Å. Íèêîëàåíêî (Óêðàèíà,
ã. Êèåâ)
Îïðåäåëåíèå äèàìåòðà ëó÷à ñ ïîìîùüþ ôîòîïðèåìíèêà. Ë. Ô. Âèêóëèíà,
Â. À. Ìèíãàëåâ (Óêðàèíà, ã. Îäåññà)
â
ï
îð
òô
åë
å
ð
åäàê
ö
è
è
â
ï
îð
òô
åë
å
ð
åäàê
ö
è
è
|