Перестраиваемая линия задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок
Рассмотрен принцип создания широкополосной миниатюрной линии задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок. Разработана технология получения пленок на кремниевых подложках. Розглянуто принцип створення широкосмугової мініатюрної лінії затримки сигналу СВЧ-діапазону...
Saved in:
| Published in: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51944 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Перестраиваемая линия задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок / М.С. Афанасьев, А.Ю. Митягин, Г.В. Чучева // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 3. — С. 3-6. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859979053285507072 |
|---|---|
| author | Афанасьев, М.С. Митягин, А.Ю. Чучева, Г.В. |
| author_facet | Афанасьев, М.С. Митягин, А.Ю. Чучева, Г.В. |
| citation_txt | Перестраиваемая линия задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок / М.С. Афанасьев, А.Ю. Митягин, Г.В. Чучева // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 3. — С. 3-6. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Рассмотрен принцип создания широкополосной миниатюрной линии задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок. Разработана технология получения пленок на кремниевых подложках.
Розглянуто принцип створення широкосмугової мініатюрної лінії затримки сигналу СВЧ-діапазону на базі сегнетоелектричних та алмазних плівок. Розроблено технології нанесення та наведено параметри отриманих сегнетоелектричних та алмазних плівок. Показано можливу конструкцію лінії затримки у вигляді мікросмужкової лінії передачі СВЧ-сигналу з зосередженими планарними конденсаторами змінної ємності.
The article describes the principles of creation of a broadband miniature SHF-range signal delay line based on ferroelectrics and diamond films. The parameters of obtained ferroelectrics and diamond films have been given. The possible design of the delay line, executed as a micro strip transfer line of SHF-range signal with the concentrated planar variable capacity condensers is shown.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:25:07Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 3
3
ÍÎÂÛÅ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÛ ÄËß ÝËÅÊÒÐÎÍÍÎÉ ÀÏÏÀÐÀÒÓÐÛ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
12.04 2010 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Ý. Í. ÃËÓØÅ×ÅÍÊÎ
(ÍÏÏ «Ñàòóðí», ã. Êèåâ)
Ê. ò. í. Ì. Ñ. ÀÔÀÍÀÑÜÅÂ, ä. ô.-ì. í. À. Þ. ÌÈÒßÃÈÍ,
ä. ô.-ì. í. Ã. Â. ×Ó×ÅÂÀ
Ðîññèÿ, ã. Ìîñêâà, ÈÐÝ ÐÀÍ èì. Â. À. Êîòåëüíèêîâà
E-mail: alexandr-mityagin@yandex.ru
ÏÅÐÅÑÒÐÀÈÂÀÅÌÀß ËÈÍÈß ÇÀÄÅÐÆÊÈ
ÑÈÃÍÀËÀ ÑÂ×-ÄÈÀÏÀÇÎÍÀ
ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÑÅÃÍÅÒÎÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÕ
È ÀËÌÀÇÍÛÕ ÏËÅÍÎÊ
Ðàññìîòðåí ïðèíöèï ñîçäàíèÿ øèðîêî-
ïîëîñíîé ìèíèàòþðíîé ëèíèè çàäåðæ-
êè ñèãíàëà ÑÂ×-äèàïàçîíà íà îñíîâå
ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèõ è àëìàçíûõ ïëå-
íîê. Ðàçðàáîòàíà òåõíîëîãèÿ ïîëó÷åíèÿ
ïëåíîê íà êðåìíèåâûõ ïîäëîæêàõ.
Îäíèì èç îñíîâíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ óçëîâ ðà-
äèîýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû ÿâëÿþòñÿ ëèíèè çàäåðæ-
êè (ËÇ). Îíè âûïîëíÿþòñÿ ëèáî íà áàçå îòðåçêîâ ðà-
äèî÷àñòîòíûõ êàáåëåé, è òîãäà èõ ïîäñòðîéêà îñóùå-
ñòâëÿåòñÿ óêîðî÷åíèåì äëèíû êàáåëÿ, ÷òî ÿâëÿåòñÿ
äëèòåëüíîé è òðóäîåìêîé îïåðàöèåé, ëèáî íà ôåððè-
òàõ ñ ôèêñèðîâàííûì âðåìåíåì çàäåðæêè (òèïà
ËÇÀ 511-8). Òàêèå ËÇ íå óäîâëåòâîðÿþò òðåáîâàíè-
ÿì ïî âíîñèìûì ïîòåðÿì, à òàêæå ïî ìàññîãàáàðèò-
íûì õàðàêòåðèñòèêàì. Ñóùåñòâóþò óïðàâëÿåìûå ËÇ
íà îñíîâå ïîëóïðîâîäíèêîâûõ âàðèêàïîâ, íî îíè
îãðàíè÷åíû óðîâíåì ïðîõîäíîãî ñèãíàëà. ËÇ íà ïîâåðõ-
íîñòíî-àêòèâíûõ âîëíàõ îãðàíè÷åíû äèàïàçîíîì ÷à-
ñòîò äî 1,0 ÃÃö, èìåþò áîëüøèå ïðÿìûå ïîòåðè è íå
ìîãóò áûòü ïåðåñòðàèâàåìûìè.
Ñòðåìëåíèå ïîëó÷èòü áîëåå âûñîêèå êà÷åñòâåííûå
è òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ËÇ åñòåñòâåííûì îá-
ðàçîì ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî â êà÷åñòâå àêòèâíîãî ìà-
òåðèàëà äëÿ ËÇ áûëè âûáðàíû ñåãíåòîýëåêòðèêè, èìå-
þùèå ÷ðåçâû÷àéíî âûñîêèå çíà÷åíèÿ äèýëåêòðè÷å-
ñêîé ïðîíèöàåìîñòè (áîëåå 2000) è îáëàäàþùèå ñïîí-
òàííîé ïîëÿðèçàöèåé, âåëè÷èíà êîòîðîé ìîæåò èçìå-
íÿòüñÿ ïîä äåéñòâèåì ôèçè÷åñêèõ ïîëåé (ýëåêòðè÷å-
ñêèõ, ìàãíèòíûõ, òåïëîâûõ) è ìåõàíè÷åñêèõ äåôîð-
ìàöèé. Ýòî îòêðûâàåò âîçìîæíîñòü äëÿ ñîçäàíèÿ
ýëåêòðè÷åñêè ïåðåñòðàèâàåìîé ËÇ.
Äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü ñåãíåòîýëåêòðè-
êà, íàïðèìåð òèòàíàòà áàðèÿ-ñòðîíöèÿ (BaxSr1�xTiO3),
íàõîäÿùåãîñÿ â ïàðàýëåêòðè÷åñêîì ñîñòîÿíèè, îïðå-
äåëÿåòñÿ êàê
00
2/3 2/32 3 1/2 2 3 1/2
,
( ) ( )
ε
ε =
ξ + η + ξ + ξ + η − ξ − η
2
2 ,dc
s
N
E
E
ξ = + ξ
äëÿ x≤0,5
2
1
( ) 1,
16
F
c F
T
T
T
θ
η = + − θ
äëÿ x>0,5 ( ) ,
1c
T
T
T
η =
−
ε00=C/Tc, EN=2DN/[ε0(3ε00)
3/2],
Ñ äîñòàòî÷íîé òî÷íîñòüþ ìîæíî ïîëîæèòü, ÷òî
Tc(x)=40+350x,
C(x)=(0,9+0,6x2)·105.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ÷åì âûøå êðèñòàëëîãðàôè-
÷åñêîå ñîâåðøåíñòâî ìàòåðèàëà, òåì ìåíüøå âåëè-
÷èíà ïàðàìåòðà ξS. Äëÿ ñîâåðøåííûõ ìîíîêðèñòàë-
ëîâ èëè âûñîêîêà÷åñòâåííûõ îáúåìíûõ îáðàçöîâ
êåðàìèêè BaxSr1�xTiO3 ξS=0,015�0,1. Äëÿ ïëåíîê íà
äèýëåêòðè÷åñêîé ïîäëîæêå ïðè ñîâðåìåííîì óðîâíå
òåõíîëîãèè èõ èçãîòîâëåíèÿ ξS=0,5�1,5.
Èç ðàñ÷åòîâ ñëåäóåò, ÷òî äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíè-
öàåìîñòü ñåãíåòîýëåêòðèêîâ ìîæåò äîñòèãàòü ïðèìåð-
íî 10000. Òàêîå âûñîêîå çíà÷åíèå äèýëåêòðè÷åñêîé
ïðîíèöàåìîñòè ñïîñîáñòâóåò óâåëè÷åíèþ êîýôôèöè-
åíòà ïåðåñòðîéêè åìêîñòè ïðè ïðèëîæåíèè âíåøíåãî
ïîëÿ, ÷òî îòêðûâàåò âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ øèðîêî-
ïîëîñíîé ýëåêòðîííî-óïðàâëÿåìîé ìèíèàòþðíîé ËÇ
ñ èñïîëüçîâàíèåì ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ.
Êîíñòðóêöèÿ ëèíèè çàäåðæêè
ËÇ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìèêðîïîëîñêîâóþ ëèíèþ
(ÌÏË) ïåðåäà÷è ÑÂ×-ñèãíàëà ñ ñîñðåäîòî÷åííûìè
íà íåé ïëàíàðíûìè êîíäåíñàòîðàìè ïåðåìåííîé åì-
êîñòè. Èçìåíåíÿÿ åìêîñòü êîíäåíñàòîðíûõ ýëåìåíòîâ
ãäå Ò �
Edc �
Òñ �
ε0 �
ε00 �
Ñ �
DN �
θF �
ξS �
òåìïåðàòóðà, ïðè êîòîðîé èñïîëüçóåòñÿ ìàòåðèàë;
íàïðÿæåííîñòü ïîñòîÿííîãî ïîëÿ, ïðèëîæåííîãî ê ìà-
òåðèàëó;
òåìïåðàòóðà Êþðè;
ýëåêòðè÷åñêàÿ ïîñòîÿííàÿ;
ïîñòîÿííàÿ Êþðè-Âåéñà;
êîýôôèöèåíò;
ñòàòè÷åñêàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ èíäóêöèÿ â ìàòåðèàëå,
DN=4�7 Êë/ì2 (ñëàáî çàâèñèò îò êîíöåíòðàöèè áàðèÿ x);
äåáàåâñêàÿ òåìïåðàòóðà êîëåáàíèé ïîäðåøåòîê êðèñòàë-
ëà, îòâåòñòâåííûõ çà ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêóþ ïîëÿðèçà-
öèþ, äëÿ BaxSr1�xTiO3 ïðèíÿòà θF=175 Ê;
ìåðà äåôåêòíîñòè ìàòåðèàëà.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 3
4
ÍÎÂÛÅ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÛ ÄËß ÝËÅÊÒÐÎÍÍÎÉ ÀÏÏÀÐÀÒÓÐÛ
ñ ïîìîùüþ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, ìîæíî çàäàâàòü
âðåìÿ çàäåðæêè ñèãíàëà è óïðàâëÿòü èì â òàêîé ËÇ.
Âîëíîâîå ñîïðîòèâëåíèå ËÇ ñîñòàâëÿåò 50 Îì. Ñõå-
ìà êîíñòðóêöèè ËÇ ïðèâåäåíà íà ðèñ. 1.
Äëÿ óâåëè÷åíèÿ ðàáî÷åé ÷àñòîòû ËÇ êîíäåíñàòî-
ðû è ÌÏË èçãîòàâëèâàþòñÿ èç íàíîðàçìåðíûõ ïëå-
íîê BaxSr1�xTiO3 ñîñòàâà õ=0,8, íàíåñåííûõ íà ïîä-
ëîæêó ñî ñôîðìèðîâàííîé íà íåé ÑÁÈÑ, êîòîðàÿ ñëó-
æèò ñèñòåìîé óïðàâëåíèÿ ËÇ. Îïòèìàëüíûì ìàòåðè-
àëîì äëÿ ïîäëîæêè ñëóæèò êðåìíèé. Äëÿ ñíèæåíèÿ
ïîòåðü è óâåëè÷åíèÿ «ïðîõîäíîé» ìîùíîñòè ÑÂ×-
ñèãíàëà ËÇ ôîðìèðóåòñÿ íà òîíêîé àëìàçíîé ïëåíêå
(ÀÏ), ïðåäâàðèòåëüíî íàíåñåííîé íà êðåìíèåâóþ
ïîäëîæêó. Òðåáóåìàÿ çàäåðæêà îñóùåñòâëÿåòñÿ çà
ñ÷åò ïðîãðàììèðóåìîãî âêëþ÷åíèÿ ñ ïîìîùüþ ÑÁÈÑ
îäíîãî èëè íåñêîëüêèõ êîíäåíñàòîðíûõ ýëåìåíòîâ.
Îñíîâíûå ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ïëåíîê
Ba0,8Sr0,2TiO3, îïðåäåëÿþùèå âîçìîæíîñòü èõ ïðàê-
òè÷åñêîãî ïðèìåíåíèÿ, ñëåäóþùèå:
� âûñîêàÿ äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü
(700�800);
� íèçêèå ïîòåðè ÑÂ×-ñèãíàëà � â ñòðóêòóðíî
ñîâåðøåííûõ ïëåíêàõ òàíãåíñ óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ
ïîòåðü íå ïðåâûøàåò 10�3 íà ÷àñòîòàõ äî 100 ÃÃö (â
îáúåìíîé êåðàìèêå îí ðàâåí 10�1 íà 1,0 ÃÃö);
� âîçìîæíîñòü óïðàâëÿòü äèýëåêòðè÷åñêîé ïðî-
íèöàåìîñòüþ, à ñëåäîâàòåëüíî, îáåñïå÷èâàòü âåëè-
÷èíó êîýôôèöèåíòà óïðàâëåíèÿ åìêîñòüþ êîíäåíñà-
òîðîâ íà óðîâíå 2,5�3,0 â ñëàáûõ ýëåêòðè÷åñêèõ
ïîëÿõ (ïðè U≤15 Â);
� íèçêàÿ ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè ïåðåêëþ÷åíèÿ, ÷òî
ïîçâîëÿåò îñóùåñòâëÿòü â òå÷åíèå 10�9 ñ ïåðåñòðîé-
êó âðåìåíè çàäåðæêè ëèíèè;
� âûñîêîå íàïðÿæåíèå ïðîáîÿ (íå ìåíåå 106 Â/ñì)
ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü áîëüøèå áèïîëÿðíûå íàïðÿ-
æåíèÿ ñìåùåíèÿ, ÷òî îòêðûâàåò âîçìîæíîñòü ïðî-
ãðàììèðóåìîãî óïðàâëåíèÿ ìîùíîñòüþ.
Ê ÷èñëó ïðåèìóùåñòâ àëìàçíûõ ïëåíîê ìîæíî
îòíåñòè âûñîêèå ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè è òåï-
ëîïðîâîäíîñòü (â 5 ðàç âûøå, ÷åì ó ìåäè) â ñî÷åòà-
íèè ñ âûñîêîé ýëåêòðè÷åñêîé ïðî÷íîñòüþ è íèçêîé
äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòüþ (îêîëî 5).
Äëÿ ñîçäàíèÿ ËÇ áûëà ðàçðàáîòàíà òåõíîëîãèÿ ïî-
ëó÷åíèÿ ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèõ è àëìàçíûõ ïëåíîê.
Ìåòîäèêà ôîðìèðîâàíèÿ ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèõ
ïëåíîê
Ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèå ïëåíêè ôîðìèðîâàëèñü
ìåòîäîì âûñîêî÷àñòîòíîãî (Â×) ðåàêòèâíîãî ðàñïû-
ëåíèÿ â àòìîñôåðå êèñëîðîäà [1], îáëàäàþùèì øè-
ðîêèìè âîçìîæíîñòÿìè ïî èçìåíåíèþ ðåæèìîâ ðî-
ñòà (ðåãóëèðóþòñÿ òåìïåðàòóðà, äàâëåíèå êèñëîðîäà,
ñêîðîñòü ðîñòà, ãåîìåòðèÿ ðàçìåùåíèÿ ïîäëîæêè îò-
íîñèòåëüíî Â×-ýëåêòðîäà). Îñíîâíûì ïðåèìóùå-
ñòâîì ìåòîäà ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü íàïûëåíèÿ ñòðóê-
òóðíî-ñîâåðøåííûõ ïëåíîê îêñèäîâ ìåòàëëà ñ ñî-
õðàíåíèåì ñòåõèîìåòðèè ïî êèñëîðîäó.
Ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè íàïûëåíèÿ
ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 2. Êàìåðà íàïûëåíèÿ 1 ïðåä-
ñòàâëÿåò ñîáîé öèëèíäð èç íåðæàâåþùåé ñòàëè, íà
îñíîâàíèè êîòîðîãî çàêðåïëåí âíåøíèé Â×-ýëåêòðîä.
Äëÿ óñòðàíåíèÿ âëèÿíèÿ âèáðàöèè êàìåðà çàêðåïëÿ-
ëàñü íà ãîëîãðàôè÷åñêîì ñòîëå. Âàêóóìíàÿ ñèñòå-
ìà ñîåäèíÿëàñü ñ íàñîñîì îòêà÷êè ñèëüôîíîì, ïî-
äàâëÿþùèì âèáðàöèþ ìåõàíè÷åñêîãî ôîðâàêóóì-
íîãî íàñîñà. Êèñëîðîä ïîäàâàëñÿ èç áàëëîíà ÷åðåç
ðîòàìåòð è ïðîêà÷èâàëñÿ ÷åðåç êàìåðó ñî ñêîðîñ-
òüþ 0,4±0,01 ë/ìèí. Ãîðÿ÷åïðåññîâàííàÿ êåðàìè÷å-
ñêàÿ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêàÿ ìèøåíü 2 ñîñòàâà
Ba0,8Sr0,2TiO3 äèàìåòðîì 47 ìì è òîëùèíîé 3,5 ìì
ïðèêëåèâàëàñü ê äèýëåêòðè÷åñêîìó îêíó 8 èç îêñèäà
áåðèëëèÿ äèàìåòðîì 60 ìì êëååì Ê 400 ñ íàïîëíè-
òåëåì èç íèòðèäà áîðà. Êëåé îáåñïå÷èâàë õîðîøóþ
òåïëîïðîâîäíîñòü ìåæäó êàòîäîì è ìèøåíüþ, ÷òî
çàùèùàëî ïîñëåäíþþ îò ïåðåãðåâà è ðàñòðåñêèâà-
íèÿ. Äëÿ íàáëþäåíèÿ çà ïðîöåññîì íàïûëåíèÿ èñïîëü-
çîâàëîñü êâàðöåâîå îêíî 6.
Ïîäëîæêà 3 çàêðåïëÿëàñü íà ðåçèñòèâíîì íàãðå-
âàòåëå 4 ñ ïëàòèíîâîé ñïèðàëüþ. Íàãðåâàòåëü ñ ïîä-
ëîæêîé ìîæíî ïåðåìåùàòü îòíîñèòåëüíî ìèøåíè ñî-
îñíî ñ íåé ñ ïîìîùüþ ìàíèïóëÿòîðà, ñíàáæåííîãî
âàêóóìíûì óïëîòíåíèåì 5.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêà Â×-
ðàçðÿäà èñïîëüçîâàëîñü âûñîêî÷àñòîòíîå óñòðîéñòâî
ÌÏË Êîíëåíñàòîð Âõîä ÀÏ
Si ÑÁÈÑ
Âûõîä
Ðèñ. 1. Ñõåìà êîíñòðóêöèè ëèíèè çàäåðæêè
H2O
H2O
Â×
H2O
Â
àê
óó
ì
íû
é
ïî
ñò
7
Î2
1
2
3
4
8
6
5
Ðèñ. 2. Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ íàïûëåíèÿ ñåãíåòîýëåêòðè-
÷åñêèõ ïëåíîê:
1 � êàìåðà; 2 � ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêàÿ ìèøåíü; 3 � ïîäëîæêà;
4 � êåðàìè÷åñêèé íàãðåâàòåëü; 5 � âàêóóìíîå óïëîòíåíèå; 6 �
îêíî äëÿ íàáëþäåíèÿ çà ïðîöåññîì íàïûëåíèÿ; 7 � áëîê ïèòàíèÿ
Â×-êàòîäà; 8 � äèýëåêòðè÷åñêîå îêíî
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 3
5
ÍÎÂÛÅ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÛ ÄËß ÝËÅÊÒÐÎÍÍÎÉ ÀÏÏÀÐÀÒÓÐÛ
ÓÂ-1. Ïåðåìåííîå íàïðÿæåíèå ÷àñòîòîé 13,56 ÌÃö
ïîäâîäèëîñü ê Â×-ýëåêòðîäó îò òðåõêàñêàäíîãî ãå-
íåðàòîðà. Çàäàþùèé êâàðöåâûé ãåíåðàòîð ñ ïåðâûì
êàñêàäîì óñèëåíèÿ ñîáèðàëñÿ â îòäåëüíîì êîðïóñå.
Áóôåðíûé óñèëèòåëü áûë ñîáðàí íà ÷åòûðåõ ëàìïàõ
ÃÓ-50, à âûõîäíîé êàñêàä � íà äâóõ ëàìïàõ ÃÓ-80.
 êà÷åñòâå ñîãëàñóþùåãî óñòðîéñòâà èñïîëüçîâàëñÿ
«Ï»-êîíòóð ñ ðåãóëèðóåìûìè èíäóêòèâíîñòüþ è åì-
êîñòÿìè. Óïðàâëåíèå íàïðÿæåíèåì, ïîäâîäèìûì ê Â×-
ýëåêòðîäó, ïðîâîäèëîñü ïóòåì èçìåíåíèÿ åìêîñòè
ðåãóëèðîâî÷íîãî êîíäåíñàòîðà â ñîãëàñóþùåì
óñòðîéñòâå.
Ìåòîäèêà íàïûëåíèÿ ïëåíîê çàêëþ÷àëàñü â ñëå-
äóþùåì. Íà íàãðåâàòåëå çàêðåïëÿëè ïîäëîæêó ïðè
ïîìîùè äåðæàòåëÿ, âûïîëíåííîãî èç íåðæàâåþùåé
ñòàëè òîëùèíîé 0,3 ìì, ãåðìåòè÷íî çàêðûâàëè ðàáî-
÷óþ êàìåðó è îòêà÷èâàëèñü âîçäóõ ôîðâàêóóìíûì
íàñîñîì Trivac D30A äî îñòàòî÷íîãî äàâëåíèÿ 10 Ïà.
Çàòåì â êàìåðó ïîäàâàëè êèñëîðîä ìàðêè ÎÑ× äî
äîñòèæåíèÿ äàâëåíèÿ 60 Ïà. Êîíòðîëü äàâëåíèÿ îñó-
ùåñòâëÿëñÿ àâòîìàòè÷åñêè ñ ïîìîùüþ ñèñòåìû ðå-
ãóëÿòîðà ðàñõîäà ãàçà ÐÐÃ-3 ñ òî÷íîñòüþ ±0,1 Ïà. Ïî
äîñòèæåíèè íåîáõîäèìîãî äàâëåíèÿ âêëþ÷àëñÿ áëîê
ïèòàíèÿ íàãðåâàòåëÿ. Êîíòðîëü è ïîääåðæàíèå òåìïå-
ðàòóðû ïîäëîæêè îñóùåñòâëÿëèñü àâòîìàòè÷åñêè ïðè
ïîìîùè ìèêðîïðîöåññîðíîãî èçìåðèòåëÿ ÒÐÌ-101
ñ òî÷íîñòüþ ±5°Ñ. Ïîäëîæêó íàãðåâàëè äî 400�
420°Ñ è âûäåðæèâàëè 5 ìèí. Äàëåå âêëþ÷àëè áëîê
ïèòàíèÿ Â×-ãåíåðàòîðà, è â ðàáî÷åì îáúåìå ìåæäó
ìèøåíüþ è ïîäëîæêîé çàæèãàëàñü Â×-ïëàçìà â êèñ-
ëîðîäå. Ðåãóëèðîâêà ìîùíîñòè Â×-ïëàçìû îñóùå-
ñòâëÿëàñü íåïîñðåäñòâåííî íà çàäàþùåì êâàðöåâîì
ãåíåðàòîðå. Íàãðåâàòåëü ïîäëîæêè îñòàâàëñÿ âêëþ-
÷åííûì äî êîíöà ïðîöåññà íàïûëåíèÿ. Òåìïåðàòóðó
ïîäëîæêè â ïðîöåññå íàïûëåíèÿ ìîæíî ðåãóëèðî-
âàòü â èíòåðâàëå 500�900°Ñ.
Ïðîöåññ ïîëó÷åíèÿ ïëåíîê ñîñòîÿë èç äâóõ ýòà-
ïîâ. Íà ïåðâîì ýòàïå ïðîâîäèëè íàïûëåíèå â êèñëî-
ðîäå, êîòîðîå ïðîäîëæàëîñü 2�10 ìèí â çàâèñèìî-
ñòè îò òðåáóåìîé òîëùèíû ïëåíêè. Âòîðîé ýòàï çà-
êëþ÷àëñÿ â òåðìîîáðàáîòêå ïëåíêè â àòìîñôåðå êèñ-
ëîðîäà. Äëÿ ýòîãî âûêëþ÷àëè Â×-ãåíåðàòîð, çàêðû-
âàëè âàêóóìíûé âåíòèëü îòêà÷êè, âûêëþ÷àëè íàãðå-
âàòåëü ïîäëîæêè è óâåëè÷èâàëè äàâëåíèå êèñëîðîäà
â êàìåðå äî 103 Ïà. Äàëåå ïîäëîæêó îõëàæäàëè äî
êîìíàòíîé òåìïåðàòóðû â òå÷åíèå 2 ÷àñîâ.
Ïîëó÷åííûå ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèå ïëåíêè ñîñòà-
âà Ba0,8Sr0,2TiO3 èìåëè ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû: äèý-
ëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü � 720, òàíãåíñ óãëà äè-
ýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü � 10�3 íà ÷àñòîòàõ äî 100 ÃÃö,
êîýôôèöèåíò óïðàâëåíèÿ åìêîñòüþ êîíäåíñàòîðîâ �
2,5, íàïðÿæåíèå ïðîáîÿ � íå ìåíåå 106 Â/ñì.
Ìåòîäèêà ôîðìèðîâàíèÿ àëìàçíûõ ïëåíîê
Äëÿ ñíèæåíèÿ ïîòåðü è óâåëè÷åíèÿ «ïðîõîäíîé»
ìîùíîñòè ÑÂ×-ñèãíàëà ËÇ ôîðìèðîâàëèñü íà àëìàç-
íûõ ïëåíêàõ. Ïëåíêè íàíîñèëèñü íà êðåìíèåâóþ ïîä-
ëîæêó ìåòîäîì õèìè÷åñêîãî íàïûëåíèÿ (ñhemical
vapor deposition, CVD). Äàííûé ìåòîä ïîçâîëÿåò ýô-
ôåêòèâíî óïðàâëÿòü ïàðàìåòðàìè ïðîöåññà ôîðìè-
ðîâàíèÿ ïëåíîê, à èìåííî: èçìåíÿòü îñòàòî÷íîå äàâ-
ëåíèå â äèàïàçîíå îò 6·10�3 äî 1·10�4 ìì ðò. ñò., òåì-
ïåðàòóðó ïîäëîæêè îò 500 äî 900°Ñ, ìîùíîñòü èçëó-
÷åíèÿ ãàçîâîãî ðàçðÿäà îò 50 äî 300 Âò, èñïîëüçîâàòü
ðàçëè÷íûå ãàçîâûå è æèäêèå ðåàêöèîííûå ñðåäû.
Òåõíîëîãèÿ âûðàùèâàíèÿ ïëåíîê çàêëþ÷àåòñÿ â
ðàçëîæåíèè ãàçîâîé ñìåñè â ÑÂ×-ðàçðÿäå ïðè ïîíè-
æåííîì äàâëåíèè è òåìïåðàòóðå 500�900°Ñ. Äëÿ
âûðàùèâàíèÿ ïëåíîê áûëà ðàçðàáîòàíà è èçãîòîâëå-
íà óñòàíîâêà, ñõåìà êîòîðîé ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 3.
Óñòàíîâêà ñîñòîèò èç ðåàêöèîííîé êàìåðû, âàêó-
óìíîé ñèñòåìû îòêà÷êè, ñèñòåìû ïîäà÷è ðåàêöèîí-
íîé ñìåñè, ìàãíåòðîíà, ñîëåíîèäà, öèðêóëÿòîðà. Ðå-
àêöèîííàÿ êàìåðà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé öèëèíäð, âíóòðè
êîòîðîãî óñòàíîâëåí íàãðåâàåìûé äåðæàòåëü ïîäëîæ-
êè, ïåðåäâèãàþùèéñÿ âäîëü ðåàêöèîííîé êàìåðû.
Òåìïåðàòóðà ïîäëîæêè êîíòðîëèðóåòñÿ ñ òî÷íîñòüþ
±3°Ñ. Âàêóóìíàÿ ñèñòåìà ñîñòîèò èç ïîñëåäîâàòåëü-
íî âêëþ÷åííûõ ôîðâàêóóìíîãî è äèôôóçèîííîãî
íàñîñîâ è ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü îñòàòî÷íîå äàâëåíèå
â ðåàêöèîííîé êàìåðå íå õóæå 5·10�5 ìì ðò. ñò. Êîí-
òðîëü îñòàòî÷íîãî äàâëåíèÿ â êàìåðå îñóùåñòâëÿåò-
ñÿ âàêóóììåòðîì ÂÈÒ-3. Ñèñòåìà ïîäà÷è ðåàêöèîí-
íîé ñìåñè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äâà âåíòèëÿ, ñîåäè-
íåííûõ ïàðàëëåëüíî, êîòîðûå èìåþò îáùèé âûõîä â
ðåàêöèîííóþ êàìåðó, ÷òî ïîçâîëÿåò îäíîâðåìåííî
ðàáîòàòü ñ íåñêîëüêèìè âèäàìè ðàáî÷èõ ñðåä.  êà-
÷åñòâå èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ èñïîëüçóåòñÿ ìàãíåòðîí
Ì-105 ñ ÷àñòîòîé 2,45 ÃÃö è ìàêñèìàëüíîé ìîùíîñ-
òüþ 300 Âò ñ áëîêîì óïðàâëåíèÿ è öèðêóëÿòîð, êîòî-
ðûé ãàñèò îòðàæåííóþ âîëíó äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ
ïîïàäàíèÿ îòðàæåííîé ìîùíîñòè â ìàãíåòðîí. Íà
ðàññòîÿíèè 80 ìì îò äèýëåêòðè÷åñêîãî îêíà â ðåàê-
öèîííîé êàìåðå íàõîäèòñÿ çîíà ãàçîâîãî ðàçðÿäà. Äëÿ
ñòàáèëèçàöèè ãàçîâîãî ðàçðÿäà èñïîëüçóåòñÿ ñîëåíî-
èä, ñîçäàþùèé ìàãíèòíîå ïîëåì ñ èíäóêöèåé 2,5 Òë.
Ìåòîäèêà íàïûëåíèÿ ñîñòîÿëà â ñëåäóþùåì. Ïå-
ðåä íà÷àëîì ïðîöåññà îñàæäåíèÿ àëìàçíûõ ïëåíîê
âîçäóõ èç ðåàêöèîííîé êàìåðû îòêà÷èâàëñÿ äî îñòà-
òî÷íîãî äàâëåíèÿ 7·10�5 ìì ðò. ñò. ñ ïîìîùüþ âàêó-
óìíîé ñèñòåìû. Âî âðåìÿ îòêà÷êè ïîäëîæêà ðàçî-
ãðåâàëàñü äî çàäàííîé òåìïåðàòóðû, êîòîðàÿ êîíòðî-
ëèðîâàëàñü çàêðåïëåííîé íà íåé òåðìîïàðîé. Âðåìÿ
íàïûëåíèÿ â çàâèñèìîñòè îò òðåáóåìîé òîëùèíû ðà-
ñòóùåé ïëåíêè âàðüèðîâàëîñü îò 50 äî 120 ìèí. Ïëåí-
êè îñàæäàëèñü èç ãàçîâîé ñìåñè CH4�H2�Ar íà êðåì-
Öèðêóëÿòîð
Ñîëåíîèä
ÑÂ×-ìàãíåòðîí
Ïîäà÷à ãàçà
Ðåàêöèîííàÿ êàìåðà
Ïîäëîæêà
Íàãðåâàòåëü
Âàêóóìíàÿ
ñèñòåìà
Ðèñ. 3. Ñõåìà óñòàíîâêè ôîðìèðîâàíèÿ àëìàçíûõ ïëå-
íîê â ïëàçìå ãàçîâîãî ðàçðÿäà íèçêîãî äàâëåíèÿ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2010, ¹ 3
6
ÍÎÂÛÅ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÛ ÄËß ÝËÅÊÒÐÎÍÍÎÉ ÀÏÏÀÐÀÒÓÐÛ
íèåâûå ïîäëîæêè ìàðêè ÊÄÁ-12 ñ îðèåíòàöèåé [100]
ïðè òåìïåðàòóðå 500�900°Ñ. Âî âñåõ ïðîâîäèìûõ
ýêñïåðèìåíòàõ îñòàòî÷íîå äàâëåíèå ñîñòàâëÿëî îò
1·10�3 äî 3·10�3 ìì ðò. ñò., ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ �
200 Âò.
Ïîëó÷åííûå ÀÏ èìåëè òåïëîïðîâîäíîñòü îêîëî
6,7 Âò/(ñì·Ê), äèýëåêòðè÷åñêóþ ïðîíèöàåìîñòü îêî-
ëî 5.
***
Èñïîëüçóÿ ðàçðàáîòàííûå òåõíîëîãèè ïîëó÷åíèÿ
ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèõ è àëìàçíûõ ïëåíîê, áûëè ñî-
çäàíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå ìàêåòû ëèíèé çàäåðæêè.
Ïðÿìûå ïîòåðè ÑÂ×-ñèãíàëà â ËÇ ñîñòàâèëè íå áîëåå
5,0 äÁ â äèàïàçîíå 26�46 ÃÃö. Ðåàëèçàöèÿ íèçêèõ
ïîòåðü äîñòèãàëàñü ïóòåì èçãîòîâëåíèÿ ÌÏË è ïëà-
íàðíûõ êîíäåíñàòîðîâ èç ïëåíîê Ba0,8Sr0,2TiO3 òîë-
ùèíîé 70�100 íì, à òàêæå çà ñ÷åò ôîðìèðîâàíèÿ
ÌÏË íà àëìàçîïîäîáíîé ïëåíêå òîëùèíîé 2�3 ìêì,
íå øóíòèðóþùåé ÑÂ×-ñèãíàë â ÌÏË è îáëàäàþùåé
âûñîêîé òåïëîïðîâîäíîñòüþ.
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ïîêàçàëè, ÷òî ïî ñðàâ-
íåíèþ ñ ñóùåñòâóþùèìè ËÇ ýêñïåðèìåíòàëüíûå
ìàêåòû ëèíèé íà îñíîâå ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèõ è àë-
ìàçíûõ ïëåíîê ïîçâîëÿþò óâåëè÷èòü äèàïàçîí ðàáî-
÷èõ ÷àñòîò äî 80,0 ÃÃö, ñíèçèòü ïðÿìûå ïîòåðè ñèã-
íàëà äî 1,0 äÁ, äîâåñòè óâåëè÷åíèå ïðåäåëüíîé ìîù-
íîñòè âõîäíîãî ñèãíàëà äî 3,0 äÁ, óñòàíàâëèâàòü âðå-
ìÿ çàäåðæêè ñèãíàëà îò 0,1 äî 1,0 ìêñ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Àôàíàñüåâ Ì. Ñ., Èâàíîâ Ì. Ñ. Îñîáåííîñòè ôîðìèðîâà-
íèÿ òîíêèõ ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèõ ïëåíîê BaxSr1�xTiO3 íà ðàçëè÷-
íûõ ïîäëîæêàõ ìåòîäîì âûñîêî÷àñòîòíîãî ðàñïûëåíèÿ // ÔÒÒ.�
2009.� Ò. 51, âûï. 7.� Ñ. 1259�1262.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-51944 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:25:07Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Афанасьев, М.С. Митягин, А.Ю. Чучева, Г.В. 2013-12-20T17:54:25Z 2013-12-20T17:54:25Z 2010 Перестраиваемая линия задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок / М.С. Афанасьев, А.Ю. Митягин, Г.В. Чучева // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2010. — № 3. — С. 3-6. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51944 Рассмотрен принцип создания широкополосной миниатюрной линии задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок. Разработана технология получения пленок на кремниевых подложках. Розглянуто принцип створення широкосмугової мініатюрної лінії затримки сигналу СВЧ-діапазону на базі сегнетоелектричних та алмазних плівок. Розроблено технології нанесення та наведено параметри отриманих сегнетоелектричних та алмазних плівок. Показано можливу конструкцію лінії затримки у вигляді мікросмужкової лінії передачі СВЧ-сигналу з зосередженими планарними конденсаторами змінної ємності. The article describes the principles of creation of a broadband miniature SHF-range signal delay line based on ferroelectrics and diamond films. The parameters of obtained ferroelectrics and diamond films have been given. The possible design of the delay line, executed as a micro strip transfer line of SHF-range signal with the concentrated planar variable capacity condensers is shown. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Новые компоненты для электронной аппаратуры Перестраиваемая линия задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок Перестроювана лінія затримки сигналу НВЧ-діапазону на основі сегнетоелектричних і алмазних плівок The retunable SHF-range signal delay line based on ferroelectrics and diamond films Article published earlier |
| spellingShingle | Перестраиваемая линия задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок Афанасьев, М.С. Митягин, А.Ю. Чучева, Г.В. Новые компоненты для электронной аппаратуры |
| title | Перестраиваемая линия задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок |
| title_alt | Перестроювана лінія затримки сигналу НВЧ-діапазону на основі сегнетоелектричних і алмазних плівок The retunable SHF-range signal delay line based on ferroelectrics and diamond films |
| title_full | Перестраиваемая линия задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок |
| title_fullStr | Перестраиваемая линия задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок |
| title_full_unstemmed | Перестраиваемая линия задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок |
| title_short | Перестраиваемая линия задержки сигнала СВЧ-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок |
| title_sort | перестраиваемая линия задержки сигнала свч-диапазона на основе сегнетоэлектрических и алмазных пленок |
| topic | Новые компоненты для электронной аппаратуры |
| topic_facet | Новые компоненты для электронной аппаратуры |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51944 |
| work_keys_str_mv | AT afanasʹevms perestraivaemaâliniâzaderžkisignalasvčdiapazonanaosnovesegnetoélektričeskihialmaznyhplenok AT mitâginaû perestraivaemaâliniâzaderžkisignalasvčdiapazonanaosnovesegnetoélektričeskihialmaznyhplenok AT čučevagv perestraivaemaâliniâzaderžkisignalasvčdiapazonanaosnovesegnetoélektričeskihialmaznyhplenok AT afanasʹevms perestroûvanalíníâzatrimkisignalunvčdíapazonunaosnovísegnetoelektričnihíalmaznihplívok AT mitâginaû perestroûvanalíníâzatrimkisignalunvčdíapazonunaosnovísegnetoelektričnihíalmaznihplívok AT čučevagv perestroûvanalíníâzatrimkisignalunvčdíapazonunaosnovísegnetoelektričnihíalmaznihplívok AT afanasʹevms theretunableshfrangesignaldelaylinebasedonferroelectricsanddiamondfilms AT mitâginaû theretunableshfrangesignaldelaylinebasedonferroelectricsanddiamondfilms AT čučevagv theretunableshfrangesignaldelaylinebasedonferroelectricsanddiamondfilms |