Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов CdSb, ZnSb для оптофотоэлектронных устройств
Сконструированы интерференционно-абсорбционные отрезающие ИК-фильтры на монокристаллах СdSb и ZnSb для охлаждаемых оптофотоэлектронных устройств, исследованы их оптические и механические характеристики. Запропоновано інтерференційно-абсорбційні фільтри на основі напівпровідникових кристалів СdSb, Zn...
Saved in:
| Published in: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52025 |
| 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: | Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов CdSb, ZnSb для оптофотоэлектронных устройств / А.A. Ащеулов, Б.Н. Грицюк, В.Н. Стребежев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 34-39. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860264484036149248 |
|---|---|
| author | Ащеулов, А.А. Грицюк, Б.Н. Стребежев, В.Н. |
| author_facet | Ащеулов, А.А. Грицюк, Б.Н. Стребежев, В.Н. |
| citation_txt | Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов CdSb, ZnSb для оптофотоэлектронных устройств / А.A. Ащеулов, Б.Н. Грицюк, В.Н. Стребежев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 34-39. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Сконструированы интерференционно-абсорбционные отрезающие ИК-фильтры на монокристаллах СdSb и ZnSb для охлаждаемых оптофотоэлектронных устройств, исследованы их оптические и механические характеристики.
Запропоновано інтерференційно-абсорбційні фільтри на основі напівпровідникових кристалів СdSb, ZnSb. Проведено моделювання конструкцій інтерференційних багатошарових покриттів, що показало перспективність розробки і практичного застосування відрізуючих фільтрів на основі СdSb з оптимізованими параметрами. Приведені експериментальні результати, що демонструють високі оптичні характеристики і механічну міцність двоканальних відрізуючих фільтрів на основі Сdsb, призначених для застосування в різних оптоелектронних пристроях.
Interference-adsorptive filters on the base of the CdSb and ZnSb semiconductor single crystals are proposed as a new type of cooling cut optical filters used in modern optoelectronics. Computer simulation of the structure of interference multilayer coatings has shown the availability of design and application of cut filters on CdSb with optimized parameters. Experimental results demonstrate high optical characteristics and mechanical strength of two-channel cut CdSb filters used in various devices.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:59:04Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1
34
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
14.10 2008 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Â. Â. ÐÞÕÒÈÍ
(ÖÊÁ «Ðèòì», ã. ×åðíîâöû)
Ä. ò. í. À. À. ÀÙÅÓËÎÂ, ê. ô.-ì. í. Á. Í. ÃÐÈÖÞÊ,
ê. ô.-ì. í. Â. Í. ÑÒÐÅÁÅÆÅÂ
Óêðàèíà, ã. ×åðíîâöû, Èíñòèòóò òåðìîýëåêòðè÷åñòâà;
×åðíîâèöêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èì. Þðèÿ Ôåäüêîâè÷à
E-mail: ashcheulovaa@rambler.ru
ÈÍÔÐÀÊÐÀÑÍÛÅ ÎÒÐÅÇÀÞÙÈÅ ÔÈËÜÒÐÛ
ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÌÎÍÎÊÐÈÑÒÀËËÎÂ CdSb, ZnSb
ÄËß ÎÏÒÎÔÎÒÎÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÕ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂ
Ñêîíñòðóèðîâàíû èíòåðôåðåíöèîííî-
àáñîðáöèîííûå îòðåçàþùèå ÈÊ-ôèëü-
òðû íà ìîíîêðèñòàëëàõ ÑdSb è ZnSb äëÿ
îõëàæäàåìûõ îïòîôîòîýëåêòðîííûõ
óñòðîéñòâ, èññëåäîâàíû èõ îïòè÷åñêèå
è ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè.
Èíòåíñèâíîå ðàçâèòèå íàóêè è òåõíèêè, èñïîëüçó-
þùåé èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå, ïðèâîäèò ê íåîáõî-
äèìîñòè ðàçðàáîòêè íîâûõ ÈÊ-ñâåòîôèëüòðîâ ñ óëó÷-
øåííûìè îïòè÷åñêèìè õàðàêòåðèñòèêàìè è ïîâûøåí-
íîé ìåõàíè÷åñêîé ïðî÷íîñòüþ. Ôèëüòðû êàê ýëåìåí-
òû îïòîôîòîýëåêòðîíèêè øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ â
ñïåêòðàëüíûõ ïðèáîðàõ ðàçëè÷íîãî íàçíà÷åíèÿ � ìî-
íîõðîìàòîðàõ, ñïåêòðîìåòðàõ, à òàêæå èíôðàêðàñíîé
àñòðîíîìèè, ñèñòåìàõ ñèãíàëèçàöèè è äðóãîé ñïåö-
òåõíèêå. Ìîíîêðèñòàëëû CdSb è ZnSb (øèðèíà çà-
ïðåùåííîé çîíû EgCdSb=0,48 ýÂ, EgZnSb=0,55 ýÂ) êðè-
ñòàëëèçóþòñÿ â ðîìáè÷åñêîé ñèíãîíèè è õàðàêòåðè-
çóþòñÿ ïðîçðà÷íîñòüþ â ñðåäíåé è äàëüíåé îáëàñòÿõ
ÈÊ-ñïåêòðà (êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ äîñòèãàåò 42%
áåç ïðîñâåòëåíèÿ), à òàêæå áëèçêèìè çíà÷åíèÿìè êî-
ýôôèöèåíòà ïðåëîìëåíèÿ (n=4,5�4,8). Ê èõ äîñòî-
èíñòâàì ñëåäóåò îòíåñòè ýôôåêòèâíîå ïîäàâëåíèå
èçëó÷åíèÿ ñ äëèíîé âîëíû λ< 2,2 ìêì, â òîì ÷èñëå
ñîëíå÷íûõ ïîìåõ.
 ñîâðåìåííîé ëèòåðàòóðå ìàëî ñêàçàíî î òîíêî-
ïëåíî÷íûõ ôèëüòðàõ, ñôîðìèðîâàííûõ íà îñíîâå ïî-
ëóïðîâîäíèêîâ ãðóïïû À2Â5, â ñâÿçè ñ ÷åì è áûëà
ïîñòàâëåíà çàäà÷à ïðîåêòèðîâàíèÿ òîíêîïëåíî÷íûõ
èíòåðôåðåíöèîííî-àáñîðáöèîííûõ ôèëüòðîâ íà îñ-
íîâå ìîíîêðèñòàëëîâ CdSb è ZnSb, èññëåäîâàíèÿ èõ
õàðàêòåðèñòèê, à òàêæå ñòàáèëüíîñòè ðàáîòû â óñëî-
âèÿõ îõëàæäåíèÿ.
Ìåòîäèêà ðàñ÷åòà è ìîäåëèðîâàíèÿ îïòè÷åñêèõ
ôèëüòðîâ
Ïðè êîíñòðóèðîâàíèè èíòåðôåðåíöèîííûõ ïîêðû-
òèé íåîáõîäèìî ðåøàòü òàê íàçûâàåìóþ îáðàòíóþ
çàäà÷ó, èëè çàäà÷ó ñèíòåçà, ò. å. ïî çàäàííûì îïòè-
÷åñêèì ïîñòîÿííûì ìàòåðèàëîâ è òðåáóåìîé ñïåêò-
ðàëüíîé õàðàêòåðèñòèêå íàéòè ïîðÿäîê ÷åðåäîâàíèÿ
ñëîåâ è èõ òîëùèíó [1].
 íàñòîÿùåå âðåìÿ øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ óïðî-
ùåííûå ìåòîäû, íàïðèìåð ìåòîä ýêâèâàëåíòíûõ ñëî-
åâ, êîòîðûé è áûë âçÿò íàìè çà îñíîâó äëÿ ðàñ÷åòîâ
êîíñòðóêöèè èíòåðôåðåíöèîííûõ ôèëüòðîâ [1, 2]. Ñóòü
ìåòîäà çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî êàæäûé ñèììåòðè÷-
íûé ìíîãîñëîéíèê ñ÷èòàåòñÿ ýêâèâàëåíòíûì îäíîìó
ñëîþ c ýôôåêòèâíûì çíà÷åíèåì ïîêàçàòåëÿ ïðåëîì-
ëåíèÿ è îïòè÷åñêîé òîëùèíû.
Ìàòðèöà ìóëüòèñëîÿ, ñîñòîÿùåãî èç k îäíîðîä-
íûõ íåïîãëîùàþùèõ ñëîåâ, îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìó-
ëå [2, ñ. 46�57; 3, ñ. 47�50]:
11 12
121 22
,
k
j
j
M iM
M M
iM M =
≡ =
∏
ïðè ýòîì ìàòðèöà j-ãî ñëîÿ èìååò âèä
1cos sin
,
sin cos
j j j
j
j j j
in
M
in
− δ δ
= δ δ
Êîýôôèöèåíòû ïðîïóñêàíèÿ T è îòðàæåíèÿ R íå-
ïîãëîùàþùåãî ìóëüòèñëîÿ îïðåäåëÿþòñÿ ñîãëàñíî
âûðàæåíèþ [3]
1 2 2 1 1 2
0 11 0 12 0 21
1 2 1
0 22
1 4(2
) ,
s s s
s
T R n n M n n M n n M
n n M
− − −
− −
= − = + + + +
+
ãäå n0 è ns � ïîêàçàòåëè ïðåëîìëåíèÿ îêðóæàþùåé
ñðåäû è ïîäëîæêè, ñîîòâåòñòâåííî.
Ââèäó áëèçîñòè îïòè÷åñêèõ ñâîéñòâ è ïàðàìåòðîâ
ìîíîêðèñòàëëîâ CdSb è ZnSb [4] ðàñ÷åòû ïðîâîäè-
ëèñü ïî îäèíàêîâîìó àëãîðèòìó, à ðàññ÷èòàííûå
ôèëüòðóþùèå ñèñòåìû ïðàêòè÷åñêè ïîäõîäèëè äëÿ
íàíåñåíèÿ íà îáà ìàòåðèàëà [5]. Ïðè ýòîì ïðîåêòèðî-
âàëèñü îòðåçàþùèå ôèëüòðû ñ ãðàíè÷íîé äëèíîé âîë-
íû λãð=2,5; 3,9; 4,2 ìêì, êðóòèçíîé ãðàíèöû îòðå-
çàíèÿ K≥0,95 è ñðåäíèì êîýôôèöèåíòîì ïðîïóñêà-
íèÿ Tñð≥80%. Êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ â îáëàñòè
áëîêèðîâàíèÿ ôîíà çàäàâàëñÿ Òô≤10�3%. Èñïîëüçî-
âàëàñü êîìáèíàöèÿ íåñêîëüêèõ ïàêåòîâ ýëåìåíòàðíûõ
ïîäñèñòåì ñ ðàçëè÷íîé îïòè÷åñêîé òîëùèíîé ñëîåâ.
Ïîñëå ðàçðàáîòêè êîíñòðóêöèè ñâåòîôèëüòðà ïðè-
ìåíÿëîñü òàê íàçûâàåìîå ñãëàæèâàíèå ìàêñèìóìîâ
ïðîïóñêàíèÿ T(λ) ñ öåëüþ óëó÷øåíèÿ õàðàêòåðèñòèê
ôèëüòðà [1]. Ïðè ýòîì áûë ïðèìåíåí ïîäõîä äëÿ ñëó-
÷àÿ, êîãäà ÷èñëî ñëîåâ k, êîòîðûå íåîáõîäèìî çàìå-
íèòü, ìåíüøå ÷èñëà òî÷åê èçìåíåíèÿ m. Òîãäà ïðè-
ãäå δ �
uj �
nj, dj �
i �
ôàçîâàÿ òîëùèíà ñëîÿ, δj=2πujλ
�1;
îïòè÷åñêàÿ òîëùèíà ñëîÿ, uj=njdj;
ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ è ãåîìåòðè÷åñêàÿ òîëùèíà ñëîÿ,
ñîîòâåòñòâåííî;
ìíèìàÿ åäèíèöà.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1
35
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
ðîñò îïòè÷åñêîé òîëùèíû ∆uj (j=1, 2, �, k) ÿâëÿåòñÿ
ðåøåíèåì ñèñòåìû ëèíåéíûõ óðàâíåíèé
1 1 1
(ë ) (ë ) (ë )
(ë ) ,
k m m
p p p
l p
l p pl j l
T T T
u T
u u u= = =
∂ ∂ ∂
∆ = ∆
∂ ∂ ∂∑∑ ∑
ãäå ∆T(λp) � ïðèðîñò êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ.
Ñ ó÷åòîì ñîîòíîøåíèÿ
11 12
21 22
11
1 1
d
sin cos
2 ë ,
cos sin
j j
j j
j k
j j j
p r r
r r jj j
M M
i
u u
M M
i
u u
in
M M
in
−−
= = +
∂ ∂
∂ ∂ = ∂
∂ ∂
− δ δ
= π δ − δ
∏ ∏
÷àñòíàÿ ïðîèçâîäíàÿ îò T ïî òîëùèíå j-ãî ñëîÿ èìååò
âèä
2
1 11 12
0 11 0 12
1 1 121 22
0 21 0 22
(ë ) (ë )
2
.
p p
s s
j j j
s s
j j
T T M M
n n M n n M
u u u
M M
n n M n n M
u u
−
− − −
∂ ∂ ∂
= + +∂ ∂ ∂
∂ ∂+ + ∂ ∂
Ôóíêöèÿ ïðîïóñêàíèÿ èçëó÷åíèÿ, ê êîòîðîé ñî-
âåðøàëîñü ïðèáëèæåíèå, èìååò âèä
ãð
ãð
9(ë )(1 )1
(ë) tanh ln 1 .
2 2 (1 )
K
Y
K
− λ + = + λ −
Ïðèðîñò êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ îïðåäåëÿëñÿ
ñîãëàñíî ñîîòíîøåíèþ
[ ](ë) (ë) (ë) / .T Y T N∆ = −
Ðàñ÷åò èíòåðôåðåíöèîííûõ ïîêðûòèé äëÿ ìîíî-
êðèñòàëëîâ CdSb è ZnSb, âêëþ÷àþùèõ ïëåíêè òðåõ
ìàòåðèàëîâ � SiO, ZnS, Ge � ïðîâîäèëñÿ ïî èçëî-
æåííîé âûøå ìåòîäèêå ñ ïðèìåíåíèåì ñïåöèàëüíîé
ïðîãðàììû, âêëþ÷àþùåé öèêëû äëÿ ðàñ÷åòà è óìíî-
æåíèÿ ìàòðèö íåïîãëîùàþùèõ ñëîåâ è ïîçâîëÿþùåé
äëÿ çàäàííîé êîíñòðóêöèè ôèëüòðà (êîëè÷åñòâî ñëî-
åâ, èõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü, ïîêàçàòåëè ïðåëîìëåíèÿ,
îáðàìëÿþùèå ñðåäû) âû÷èñëèòü ñïåêòðàëüíóþ çàâè-
ñèìîñòü êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ. Îïòèìèçàöèÿ
ïðîïóñêàíèÿ ïðîâîäèëàñü ïóòåì âàðèàöèè òîëùèíû
êðàéíèõ ñëîåâ ZnS [3]. Êîíñòðóêöèþ ðàçðàáîòàííûõ
ñïåöèàëüíûõ ôèëüòðîâ ñ λãð=3,9 ìêì èç äâóõ ìàòå-
ðèàëîâ ñ íèçêèì è îäíîãî ñ âûñîêèì ïîêàçàòåëÿìè
ïðåëîìëåíèÿ ïðåäñòàâèì â ñëåäóþùåì âèäå:
1
2
0 1 0 1 1 2 3 4 5 6
7 7 7 8 1
| | 0,5 ( )
( ) ,
P
P
g H S g H B HB g Hg Bg Hg Bg Hg B
g Hg B g Hg H
×
× (1)
Òàêàÿ êîíñòðóêöèÿ èíòåðôåðåíöèîííîé ñèñòåìû
èìååò ïðåèìóùåñòâî ïåðåä ðàçðàáîòàííîé ðàíåå [6]
íà îñíîâå òîëüêî äâóõ ïëåíêîîáðàçóþùèõ ìàòåðèà-
ëîâ Ge è SiO, ïîñêîëüêó âêëþ÷åíèå â êîíñòðóêöèþ
ñëîåâ ZnS ðàçíîé òîëùèíû äàåò âîçìîæíîñòü îïòè-
ìèçèðîâàòü ñïåêòðàëüíóþ õàðàêòåðèñòèêó â îáëàñòè
ïðîçðà÷íîñòè ôèëüòðà ñ âûñîêèì çíà÷åíèåì ìàêñè-
ìàëüíîãî êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ.
Äëÿ óñòðîéñòâ, ôóíêöèîíèðóþùèõ ïðè êîìíàòíîé
òåìïåðàòóðå, áûëè ðàññ÷èòàíû êîíñòðóêöèè ôèëüòðîâ
ñ λãð, ðàâíîé 2,5 è 4,2 ìêì, è íåáîëüøèì êîëè÷å-
ñòâîì ñëîåâ (12�14). Èõ ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðè-
ñòèêè ñîäåðæàò ñðàâíèòåëüíî íåøèðîêóþ îáëàñòü
áëîêèðîâàíèÿ ôîíîâîãî èçëó÷åíèÿ (íà ðèñ. 1, êðè-
âûå 1, 3, 4, 6 � õàðàêòåðèñòèêè 12-ñëîéíûõ ôèëüò-
ðîâ; íà ðèñ. 2, êðèâûå 1, 4 � 14-ñëîéíûõ).
Äâåíàäöàòèñëîéíûé ôèëüòð ñ λãð=2,5 ìêì èñõîä-
íîé êîíñòðóêöèè áûë ïîñòðîåí èç ïàêåòà ñëîåâ Ge�
SiO ðàâíîé òîëùèíû (uj=475 íì), ðàñïîëîæåííîãî
ìåæäó ñëîÿìè ZnS, ãðàíè÷àùèìè ñ îïòè÷åñêèìè ñðå-
äàìè (âîçäóõ, ïîäëîæêà CdSb èëè ZnSb). Ýòà êîíñò-
ðóêöèÿ òàêæå áûëà âêëþ÷åíà êàê ýëåìåíòàðíàÿ ïîä-
ñèñòåìà â êîíñòðóêöèþ îòðåçàþùèõ ôèëüòðîâ ñ
λãð=3,9 ìêì èç 25 è 24 ñëîåâ. Ñîîòâåòñòâóþùèå ñïåê-
òðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ïðîïóñêàíèÿ ïðåäñòàâëåíû
íà ðèñ. 1 (êðèâûå 2, 5) è íà ðèñ. 2 (êðèâûå 3, 5).
Êàê ñëåäóåò èç ýòèõ ðèñóíêîâ, óëó÷øåíèå òåõ èëè
èíûõ îñîáåííîñòåé ñïåêòðàëüíûõ êðèâûõ (êðóòèçíà,
ïîëîæåíèå è âåëè÷èíà ìàêñèìóìà, ñðåäíåå ïðîïóñ-
êàíèå, øèðèíà «âûñîêîîòðàæàþùèõ çåðêàë» â îáëà-
ñòè áëîêèðîâàíèÿ ôîíà è ò. ä.) áûëî äîñòèãíóòî ïó-
òåì ìîäèôèêàöèè, ãëàâíûì îáðàçîì, îáðàìëÿþùèõ
ñëîåâ íà ãðàíèöå ñ îïòè÷åñêèìè ñðåäàìè. Íàïðèìåð,
èçìåíèâ â êîíñòðóêöèè ôèëüòðà òîëùèíó ñëîåâ ZnS
è Ge íà ãðàíèöå ñ CdSb äî çíà÷åíèé ñîîòâåòñòâåííî
250 è 450 íì, óäàëîñü äîñòè÷ü çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåí-
òà ïðîïóñêàíèÿ Ò≥90% â øèðîêîì ñïåêòðàëüíîì èí-
òåðâàëå λ=2,95�5,5 ìêì (ðèñ. 2, á, êðèâàÿ 4).
Áîëåå ñëîæíûå èíòåðôåðåíöèîííûå ôèëüòðû ñïå-
öèàëüíîé êîíñòðóêöèè ðàçðàáàòûâàëèñü äëÿ óñò-
ðîéñòâ, ðàáîòàþùèõ ïðè àçîòíûõ òåìïåðàòóðàõ [5].
Èõ îñîáåííîñòüþ ÿâëÿåòñÿ âêëþ÷åíèå íåñêîëüêèõ
ïàêåòîâ ñîãëàñóþùèõ ñëîåâ ðàçíîé òîëùèíû, ÷òî ïî-
çâîëÿåò ðàñøèðèòü îáëàñòü áëîêèðîâàíèÿ ôîíîâîãî
èçëó÷åíèÿ äî 1,7 ìêì è äîñòè÷ü â ñåðåäèíå ðàáî÷åãî
äèàïàçîíà ôèëüòðà âûñîêîãî ïðîïóñêàíèÿ (ðèñ. 2, à, á,
êðèâûå 2, 6).
Íåîáõîäèìîñòü ðàçðàáîòêè ôèëüòðîâ, ôóíêöèîíè-
ðóþùèõ ïðè êðèîãåííûõ òåìïåðàòóðàõ, îáóñëîâëåíà
òåì, ÷òî áîëüøèíñòâî ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ôîòîïðè-
åìíèêîâ òðåáóþò îõëàæäåíèÿ. Â òî æå âðåìÿ, ñ îõëàæ-
äåíèåì óâåëè÷èâàåòñÿ øèðèíà çàïðåùåííîé çîíû êðè-
ñòàëëîâ-ïîäëîæåê ôèëüòðîâ, ÷òî ïðèâîäèò ê ñäâèãó
ãðàíèöû ïðîïóñêàíèÿ â ñòîðîíó êîðîòêèõ âîëí. Äëÿ
ñîõðàíåíèÿ çàäàííîé îáëàñòè áëîêèðîâàíèÿ èçëó÷å-
íèÿ â îáëàñòè ôîíà â êîíñòðóêöèþ ôèëüòðîâ âêëþ÷à-
ëèñü äîïîëíèòåëüíûå ïîäñèñòåìû, ðàñøèðÿþùèå äè-
àïàçîí îáëàñòè «âûñîêîîòðàæàþùèõ çåðêàë».
ãäå g0, �, g8 �
H1 �
S �
êîýôôèöèåíòû îòêëîíåíèÿ òîëùèíû îò ÷åòâåðòü-
âîëíîâîé;
ïëåíêè ZnS;
ïîäëîæêà èç CdSb èëè ZnSb;
B �
H �
P1, P2 �
ïëåíêè Ge;
ïëåíêè SiO;
ïîêàçàòåëè êîëè÷åñòâà ïàð ñëîåâ â ïàêåòàõ ïîäñèñòåì.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1
36
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Êîíñòðóêöèè îïòèìèçèðîâàííûõ ñïåöèàëüíûõ
ôèëüòðîâ âêëþ÷àþò ñëîé ZnS ñ îïòè÷åñêîé òîëùè-
íîé ≈1000 íì íà ãðàíèöå ñ CdSb. Ñëîè ZnS òîëùè-
íîé 800�1000 íì èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ïðîñâåòëåíèÿ
ïëàñòèí CdSb â çàäàííîì ðàáî÷åì äèàïàçîíå [4], ïî-
ýòîìó ñêîíñòðóèðîâàííûå ìíîãîñëîéíûå èíòåðôåðåí-
öèîíûå ñèñòåìû õîðîøî ñîãëàñóþòñÿ ñ ïðîñâåòëÿþ-
ùèìè ïëåíêàìè ZnS ñ îáðàòíîé ñòîðîíû ïîäëîæêè.
Âûñîêîå ïðîïóñêàíèå ôèëüòðà (Ò≥90% â äèàïàçîíå
λ=4,3�5,1 ìêì) äîñòèãàëîñü áëàãîäàðÿ âêëþ÷åíèþ
ïàêåòîâ ñëîåâ ZnS�SiO�Ge ðàçíîé òîëùèíû ìåæäó
ýëåìåíòàðíûìè ïîäñèñòåìàìè è íà ãðàíèöå ñ îïòè-
÷åñêèìè ñðåäàìè, êàê ýòî âèäíî èç ôîðìóëû (1) êîí-
ñòðóêöèè òîíêîïëåíî÷íûõ ñèñòåì.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå
Íàïûëåíèå ðàññ÷èòàííûõ òîíêîïëåíî÷íûõ ñèñòåì
ZnS�SiO�Ge íà ïîäëîæêè CdSb è ZnSb ïðîâîäèëîñü
â âûñîêîì âàêóóìå (Ð=(1�2)·10�6 ìì ðò. ñò.) íà ñå-
ðèéíîé óñòàíîâêå Î1ÍÝ-7-008 ñ ýëåêòðîííîëó÷åâûì
èñïàðèòåëåì è ôîòîìåòðè÷åñêèì êîíòðîëåì òîëùè-
íû ïëåíîê. Ïîäëîæêè çàêðåïëÿëèñü íà êàðóñåëüíîì
óñòðîéñòâå äëÿ äîñòèæåíèÿ îäíîðîäíîñòè ïëåíîê ïî
òîëùèíå è ïîäîãðåâàëèñü ãàëîãåííûìè ëàìïàìè. Êàê
èçâåñòíî, îò ïðåäâàðèòåëüíîé ïîäãîòîâêè ïîäëîæåê
ñèëüíî çàâèñèò àäãåçèÿ è ïðî÷íîñòü ïîëó÷àåìîãî ïî-
êðûòèÿ, ïîýòîìó äëÿ èçãîòîâëåíèÿ îõëàæäàåìûõ
ôèëüòðîâ áûëà ðàçðàáîòàíà ñïåöèàëüíàÿ òåõíîëîãèÿ
îáðàáîòêè è î÷èñòêè ïîâåðõíîñòè ïîäëîæåê.
Ìîíîêðèñòàëë, âûðàùåííûé â êðèñòàëëîãðàôè-
÷åñêîì íàïðàâëåíèè [100], ðàçðåçàëñÿ íà ïëàñòèíû
çàäàííûõ ãåîìåòðè÷åñêèõ ðàçìåðîâ, êîòîðûå ïîäâåð-
ãàëèñü øëèôîâêå. Çàâåðøàþùèì ýòàïîì îáðàáîòêè
ïîäëîæåê áûëà õèìèêî-ìåõàíè÷åñêàÿ ïîëèðîâêà, ïî-
çâîëÿþùàÿ ìàêñèìàëüíî óäàëèòü íàðóøåííûé ñëîé,
îñòàâøèéñÿ ïîñëå ðåçêè è øëèôîâêè [7]. Ïîëèðîâêó
ïðîâîäèëè êîìïîçèöèÿìè êîëëîèäíîãî êðåìíåçåìà,
âêëþ÷àþùèìè àìèíîýòîêñèàýðîñèë, NaOH, H2O2,
ãëèöåðèí. Ïðîäóêòû, îáðàçóþùèåñÿ ïðè ïîëèðîâêå,
óäàëÿþòñÿ ñ ïîâåðõíîñòè áëàãîäàðÿ âûñîêîé àäñîðá-
öèîííîé ñïîñîáíîñòè àìèíîýòîêñèàýðîñèëà âñëåä-
ñòâèå êîìïëåêñîîáðàçîâàíèÿ. Ýòîò ìåòîä ÿâëÿåòñÿ îï-
òèìàëüíûì äëÿ îáðàáîòêè ïîäëîæåê èç CdSb è ZnSb.
Åãî ïðèìåíåíèå ïðèâîäèò ê óñòðàíåíèþ õàðàêòåðíûõ
äëÿ ìåõàíè÷åñêîé ïîëèðîâêè öàðàïèí è ñâîéñòâåí-
íûõ õèìè÷åñêîé ïîëèðîâêå âîëíèñòûõ íåðîâíîñòåé
ðåëüåôà.
Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî îïòèìàëü-
íîé êðèñòàëëîãðàôè÷åñêîé ïëîñêîñòüþ äëÿ îðèåíòà-
öèè ïîäëîæåê CdSb è ZnSb ÿâëÿåòñÿ ïëîñêîñòü ñïàé-
íîñòè (100). Òàêèå ïîäëîæêè õàðàêòåðèçóþòñÿ âûñî-
êîé ìåõàíè÷åñêîé è òåðìè÷åñêîé ïðî÷íîñòüþ è ïîýòî-
ìó áûëè èñïîëüçîâàíû äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ôèëüòðîâ.
Òî÷íîñòü êîíòðîëÿ òîëùèíû ïëåíîê î÷åíü âàæíà
äëÿ äîñòèæåíèÿ ñîîòâåòñòâèÿ ðåàëüíûõ õàðàêòåðèñ-
òèê ôèëüòðîâ òåîðåòè÷åñêèì. Äëÿ åå ïîâûøåíèÿ ïðî-
èçâîäèëàñü çàìåíà ñòåêîë-«ñâèäåòåëåé» ïîñëå íàïû-
ëåíèÿ íà íèõ 2�3 ñëîåâ ðàññ÷èòàííîé òîëùèíû, îï-
ðåäåëÿåìîé ïî ñîîòâåòñòâóþùåìó ÷èñëó çàðåãèñòðè-
ðîâàííûõ ýêñòðåìóìîâ èíòåðôåðåíöèè. Áûëè ïîëó-
÷åíû èíòåðôåðåíöèîííî-àáñîðáöèîííûå ôèëüòðû ñ
ãðàíè÷íîé äëèíîé âîëíû 2,5; 3,9 è 4,2 ìêì. Àáñîðá-
öèîííûå ôèëüòðû ñ λãð=2,5 ìêì èçãîòîâëÿëèñü ïó-
òåì íàíåñåíèÿ ìîíîñëîéíîé ïëåíêè ïðîñâåòëÿþùåãî
ïîêðûòèÿ èç ZnS ñ äâóõ ñòîðîí ïëàñòèíû, îäíàêî
à)
Ò, %
80
60
40
20
0
2 3 4 λ, ìêì
1 2 3
á)
Ò, %
80
60
40
20
0
2 3 4 λ, ìêì
4 5 6
Ðèñ. 1. Ðàññ÷èòàííûå ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ïðîïóñêàíèÿ èíòåðôåðåíöèîííûõ ôèëüòðîâ èç ñëîåâ ZnS, Ge,
SiO íà ïîäëîæêàõ èç CdSb (à) è ZnSb (á)
à) á)
Ò, %
80
60
40
20
0
Ò, %
80
60
40
20
0
2 3 4 λ, ìêì 2 3 4 λ, ìêì
1 2 3 4 5
6
Ðèñ. 2. Ðàññ÷èòàííûå ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ïðîïóñêàíèÿ èíòåðôåðåíöèîííûõ ìîíîêàíàëüíûõ ôèëüòðîâ
èç ñëîåâ ZnS, Ge, SiO íà ïîäëîæêàõ èç CdSb èëè ZnSb (à) è äâóõêàíàëüíîãî ôèëüòðà íà CdSb (á)
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1
37
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
êðóòèçíà ãðàíèöû îòðåçàíèÿ Ê ó òàêèõ ôèëüòðîâ íå
áîëåå 0,8�0,85. Ïîëîæåíèå λãð â òàêîì àáñîðáöèîí-
íîì ôèëüòðå îïðåäåëÿåòñÿ øèðèíîé çàïðåùåííîé çîíû
CdSb, ZnSb, òîãäà êàê ïðåèìóùåñòâîì èíòåðôåðåí-
öèîííî-àáñîðáöèîííîãî ôèëüòðà ÿâëÿåòñÿ âîçìîæ-
íîñòü ðåãóëèðîâàíèÿ ïîëîæåíèÿ è êðóòèçíû ãðàíèöû
îòðåçàíèÿ ñ ïîìîùüþ ïîäáîðà ñîîòâåòñòâóþùèõ êîí-
ñòðóêöèé ìíîãîñëîéíûõ ïëåíî÷íûõ ñèñòåì.
Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî äåôåêòàìè, âëèÿþùè-
ìè íà êà÷åñòâî ôèëüòðîâ, ÿâëÿþòñÿ âêëþ÷åíèÿ äðó-
ãîé ôàçû â ïîäëîæêàõ. Ýëåêòðîííî-çîíäîâûì ìèê-
ðîàíàëèçîì áûëî âûÿâëåíî íàëè÷èå çíà÷èòåëüíîãî êî-
ëè÷åñòâà ïðåöèïèòàòîâ Sb â êðèñòàëëàõ ZnSb, ÷òî ñâÿ-
çàíî ñ ïåðèòåêòè÷åñêèì õàðàêòåðîì îáðàçîâàíèÿ ýòîãî
ñîåäèíåíèÿ. Åñëè äëÿ CdSb ïðè âûðàùèâàíèè ìåòî-
äîì ×îõðàëüñêîãî óäàåòñÿ âûðàñòèòü ñîâåðøåííûå
êðèñòàëëû, òî â ïîäëîæêàõ ZnSb ïëîòíîñòü âêëþ÷å-
íèé îñòàåòñÿ âûñîêîé, ÷òî ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ ïðî-
ïóñêàíèÿ è êà÷åñòâà ôèëüòðîâ. Òåõíîëîãèÿ âûðàùè-
âàíèÿ ìîíîêðèñòàëëîâ ZnSb íóæäàåòñÿ â äàëüíåéøåì
óñîâåðøåíñòâîâàíèè, à ïðè èçãîòîâëåíèè ÈÊ-ôèëüò-
ðîâ äëÿ ïðàêòè÷åñêèõ ïðèìåíåíèé ïðåèìóùåñòâîì
îáëàäàþò êðèñòàëëû CdSb. Â ñâÿçè ñ ýòèì äàëåå ïðè-
âåäåì ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå äëÿ
ôèëüòðîâ íà CdSb.
Äëÿ ïîâûøåíèÿ êðóòèçíû õàðàêòåðèñòèêè ôèëüò-
ðà ñ λãð=2,5 ìêì áûëî íàíåñåíî 14-ñëîéíîå èíòåð-
ôåðåíöèîííîå ïîêðûòèå ñ îäíîé ñòîðîíû ïîäëîæêè
è ïðîñâåòëÿþùåå ïîêðûòèå èç ZnS òîëùèíîé 800 íì
� ñ äðóãîé. Ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè òàêîãî èí-
òåðôåðåíöèîííî-àáñîðáöèîííîãî ôèëüòðà ïðèâåäåíû
íà ðèñ. 3, à (êðèâàÿ 1), à ôèëüòðà ñ òîëùèíîé ïëåíêè
ZnS 1150 íì � íà ðèñ. 3, á (êðèâàÿ 4). Êðóòèçíà
ãðàíèöû îòðåçàíèÿ òàêèõ ôèëüòðîâ äîñòèãàåò 0,94,
ñðåäíåå ïðîïóñêàíèå â èíòåðâàëå λ=3,2�5,4 ìêì ñî-
ñòàâëÿåò Òñð=80%, ìàêñèìàëüíîå � Òmax=94%. Ãëó-
áîêîå ïîäàâëåíèå èçëó÷åíèÿ â ôîíîâîé îáëàñòè îáåñ-
ïå÷èâàåòñÿ ôóíäàìåíòàëüíûì ïîãëîùåíèåì CdSb ïðè
λ≤2,4 ìêì.
Ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ïðîïóñêàíèÿ ôèëü-
òðîâ ñ λãð=4,2 ìêì ïðèâåäåíû íà ðèñ. 3, à (êðèâûå 2,
3), à ñ λãð=3,9 ìêì � íà ðèñ. 3, á (êðèâàÿ 5) è íà
ðèñ. 4 (êðèâàÿ 2). Ýòè ôèëüòðû õàðàêòåðèçóþòñÿ ñëå-
äóþùèìè ïàðàìåòðàìè: Ê=0,95, Òñð=82%, Òmax=92%,
ðàñ÷åòíîå ïîäàâëåíèå èçëó÷åíèÿ â îáëàñòè ôîíà ñî-
ñòàâëÿåò 105�106 ðàç.
Íà ðèñ. 5 (êðèâûå 1, 2) ïðåäñòàâëåíû ñïåêòðàëü-
íûå õàðàêòåðèñòèêè ïðîïóñêàíèÿ 24-ñëîéíîãî ôèëü-
òðà íà îñíîâå CdSb ïðè êîìíàòíîé è êðèîãåííîé òåì-
ïåðàòóðå. Êàê ñëåäóåò èç ýòîãî ðèñóíêà, ïðè îõëàæ-
äåíèè îïòè÷åñêèå ñâîéñòâà ôèëüòðà ìåíÿþòñÿ íåñó-
ùåñòâåííî, îòêëîíåíèå çíà÷åíèé λãð, Ê, Òñð íàõîäèò-
ñÿ â ïðåäåëàõ, äîïóñêàåìûõ ñîîòâåòñòâóþùèìè ñòàí-
äàðòàìè (5�10%), ÷òî äåëàåò ïåðñïåêòèâíûì èñïîëü-
çîâàíèå òàêîãî ôèëüòðà â îõëàæäàåìûõ ôîòîïðèåì-
íûõ óñòðîéñòâàõ äëÿ îïòîýëåêòðîíèêè [3, 5].
Íà îñíîâå ðàçðàáîòàííûõ èíòåðôåðåíöèîííûõ ïî-
êðûòèé áûë èçãîòîâëåí äâóõêàíàëüíûé ôèëüòð-ðàñòð.
Êîíñòðóêòèâíî ìíîãîêàíàëüíûé ñâåòîôèëüòð ÿâëÿåò-
ñÿ ìàòðèöåé èç íåçàâèñèìûõ ôèëüòðîâ íåîáõîäèìûõ
äèàïàçîíîâ, êîòîðàÿ ãåîìåòðè÷åñêè ñîîòâåòñòâóåò
«ìíîãîöâåòíîé» ìàòðèöå ôîòîïðèåìíèêîâ [3]. Íàïû-
ëåíèå 14 ñëîåâ ôèëüòðà ïåðâîãî êàíàëà è 24 ñëîåâ
âòîðîãî ñîâåðøàëîñü ïîî÷åðåäíî.
Ôîðìóëû êîíñòðóêöèé èíòåðôåðåíöèîííûõ ïî-
êðûòèé êàíàëîâ èìåëè ñëåäóþùèé âèä:
à) á)
Ò, %
80
60
40
20
0
Ò, %
80
60
40
20
0
-
-
2 3 4 λ, ìêì 2 3 4 λ, ìêì
1 2 3
4 5
Ðèñ. 3. Ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ïðîïóñêàíèÿ èíòåðôåðåíöèîííî-àáñîðáöèîííûõ ôèëüòðîâ íà CdSb, ôóíêöè-
îíèðóþùèõ ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå (à) è ïðè 77 Ê (á)
Ò, %
80
60
40
20
0
2 3 4 λ, ìêì
1 2
Ðèñ. 4. Ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ïðîïóñêàíèÿ ôèëü-
òðîâ íà CdSb ñ êîíñòðóêòèâíî çàâèñèìûìè èíòåðôåðåí-
öèîííûìè ïîêðûòèÿìè
Ò, %
80
60
40
20
0
2 3 4 λ, ìêì
2 1
Ðèñ. 5. Ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ïðîïóñêàíèÿ ôèëü-
òðà íà CdSb ïðè òåìïåðàòóðå 293 Ê (1) è ïðè 83 Ê (2)
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1
38
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
1-é êàíàë (λãð=2,5 ìêì) �
0,53Í10,95Â1,4Í0,57Â1,4Í0,57Â1,4Í0,57Â1,4Í(ÂÍ)2×
×1,28Í1; (2)
2-é êàíàë (λãð=3,9 ìêì) �
2,1Í10,5Â(ÍÂ)30,84Í0,95Â1,05Í1,16Â1,37Í1,6Â×
×(1,5Í1,5Â)41,5Í1,28Í1. (3)
×èñëîâûå êîýôôèöèåíòû â ýòèõ ôîðìóëàõ îòíî-
ñÿòñÿ ê ïàêåòàì ñîãëàñóþùèõ ñëîåâ ðàçëè÷íîé òîë-
ùèíû ñîîòâåòñòâåííî ôîðìóëå (1).
Èçãîòîâëÿëèñü òàêæå êîíñòðóêòèâíî çàâèñèìûå
ÈÊ-ñâåòîôèëüòðû, â êîòîðûõ ôèëüòð ñ λãð=2,5 ìêì
âõîäèò êàê ïîäñèñòåìà â êîíñòðóêöèþ ôèëüòðà ñ
λãð=3,9 ìêì.  ýòîì ñëó÷àå íà âñþ ïëîùàäü ïîäëîæ-
êè íàïûëÿëñÿ êîðîòêîâîëíîâîé ôèëüòð, çàòåì ÷àñòü
ïëîùàäè çàêðûâàëàñü «ìàñêîé» è íà îòêðûòóþ ïî-
âåðõíîñòü äîïûëÿëèñü ñëåäóþùèå ñëîè äëèííîâîë-
íîâîãî ôèëüòðà. Îáðàòíàÿ ñòîðîíà ïîäëîæêè, íà êî-
òîðóþ ñ ïîìîùüþ ìåòàëëèçàöèè íàíîñèëèñü ðåïåð-
íûå çíàêè äëÿ ñîâìåùåíèÿ ñ ìàòðèöåé ôîòîïðèåìíè-
êîâ, ïðîñâåòëÿëàñü ïëåíêîé ZnS. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå
ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè êàíàëîâ äâóõêàíàëüíî-
ãî ôèëüòðà ïðèâåäåíû íà ðèñ. 3, á (êðèâûå 4 è 5), à
äëÿ êîíñòðóêòèâíî çàâèñèìûõ ïîêðûòèé � íà ðèñ. 4
(êðèâûå 1, 2).
Ñîçäàíèå ôèëüòðîâ, èñïîëüçóåìûõ ïðè íèçêèõ òåì-
ïåðàòóðàõ, òðåáóåò ðàçðàáîòêè èíòåðôåðåíöèîííûõ
ñèñòåì ñ êðèîñòàáèëüíûìè ñïåêòðàëüíûìè õàðàêòå-
ðèñòèêàìè, ïîâûøåííîé ïðî÷íîñòüþ ïëåíî÷íûõ ïî-
êðûòèé è êîíñòðóêöèè â öåëîì, ÷òî ó÷èòûâàëîñü, íà-
÷èíàÿ ñî ñòàäèè ðàñ÷åòîâ (ôîðìóëû (2), (3)). Ñîîò-
âåòñòâóþùèå èíòåðôåðåíöèîííûå ñèñòåìû êàíàëîâ
ñêîíñòðóèðîâàíû òàê, ÷òî îáåñïå÷èâàþò ðàñøèðåíèå
îáëàñòè âûñîêîîòðàæàþùèõ çåðêàë ôèëüòðà îò λãð äî
1,7 ìêì.  îáëàñòè áîëåå êîðîòêèõ âîëí ïîáî÷íûå ïî-
ëîñû ïðîïóñêàíèÿ èíòåðôåðåíöèîííûõ ôèëüòðîâ, êî-
òîðûå èìåþòñÿ íà òåîðåòè÷åñêèõ êðèâûõ (ðèñ. 1, 2),
ïîëíîñòüþ ïîãëîùàþòñÿ ïîäëîæêîé (ðèñ. 3, 4). Òà-
êîå ñî÷åòàíèå èíòåðôåðåíöèîííîãî ôèëüòðà ñ àáñîðá-
öèîííûì íà îñíîâå ïîäëîæåê CdSb, ZnSb ïðèâîäèò
ê ïîëíîìó áëîêèðîâàíèþ êîðîòêîâîëíîâîãî èçëó÷å-
íèÿ â îáëàñòè λ<λãð, â òîì ÷èñëå â èíòåðâàëå ïðî-
çðà÷íîñòè, îáóñëîâëåííîì îõëàæäåíèåì ïîäëîæêè
(ðèñ. 5).
 êà÷åñòâå äèàôðàãìû, çàäàþùåé ãåîìåòðèþ ñâå-
òîâûõ çîí êàíàëîâ ôèëüòðà, ïðèìåíÿëîñü ìåòàëëèçè-
ðóþùåå ïëåíî÷íîå ïîêðûòèå çàäàííîé ôîðìû.  ñâÿçè
ñ ýòèì àêòóàëüíûì ÿâëÿåòñÿ âîïðîñ âûáîðà ìàòåðèà-
ëà ìåòàëëèçèðóþùåãî ïîêðûòèÿ è òåõíîëîãèè åãî
íàíåñåíèÿ, ò. ê. íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü íåïðîçðà÷-
íîñòü ó÷àñòêîâ ïîäëîæêè âíå ñâåòîâûõ çîí ôèëüòðà,
à òàêæå âûñîêóþ àäãåçèþ ìåòàëëè÷åñêîé ïëåíêè ê
ïîäëîæêå è ê ñëîÿì èíòåðôåðåíöèîííîãî ïîêðûòèÿ.
Âûñîêóþ ñîâìåñòèìîñòü ñ ïîäëîæêàìè êàê èç CdSb,
òàê è èç ZnSb, à òàêæå ñ èíòåðôåðåöèîííûìè ïëåíêà-
ìè, ïðîÿâèëè ìåòàëëèçèðóþùèå ïîêðûòèÿ èç Al [7].
Ïðè ðàçðàáîòêå äâóõêàíàëüíîãî ôèëüòðà áûë îò-
ðàáîòàí ìåòîä äâóñòîðîííåé ìåòàëëèçàöèè ïîäëîæåê
òåðìè÷åñêèì íàïûëåíèåì â âàêóóìå ÷åðåç ñïåöèàëü-
íûå ìàñêè, ïîëó÷åííûå ôîòîëèòîãðàôèåé. Îñîáåí-
íîñòüþ òàêèõ ìàñîê ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî çà ïðåäåëàìè
äèàìåòðà ïîäëîæêè èìåþòñÿ ñêâîçíûå ðåïåðíûå ìåò-
êè, ñîâìåùàåìûå ïðè íàëîæåíèè ìàñîê ñ äâóõ ñòî-
ðîí ïîäëîæêè. Ýòèì äîñòèãàëîñü ñîâìåùåíèå ñ âû-
ñîêîé òî÷íîñòüþ ðèñóíêîâ ìåòàëëèçèðóþùèõ ïîêðû-
òèé íà îáåèõ ïîâåðõíîñòÿõ ïîäëîæêè. Ïîäëîæêè ïå-
ðåä íàïûëåíèåì ïîäâåðãàëèñü èîííîìó òðàâëåíèþ â
àòìîñôåðå àðãîíà â òå÷åíèå 10�12 ìèíóò. Òîëùèíà
íàïûëåííûõ ïëåíîê Al ñîñòàâëÿëà 0,8�1,0 ìêì.
Ìîðôîëîãèÿ ïîâåðõíîñòè ôèëüòðà ïîñëå õèìèêî-
ìåõàíè÷åñêîé ïîëèðîâêè ïîäëîæåê áûëà çíà÷èòåëü-
íî ëó÷øå, ÷åì ïîñëå ìåõàíè÷åñêîé (ðèñ. 6). Òåõíî-
ëîãè÷åñêèå ðåæèìû èçãîòîâëåíèÿ ôèëüòðîâ êîððåê-
òèðîâàëèñü òàê, ÷òîáû óìåíüøèòü îñíîâíûå ïðè÷èíû
äåãðàäàöèè ïëåíî÷íûõ ïîêðûòèé � ïîðèñòîñòü ïëå-
íîê, àäñîðáöèþ âëàãè ïîðàìè, âíóòðåííèå íàïðÿæå-
íèÿ, ïðèâîäÿùèå â äàëüíåéøåì ê ïîÿâëåíèþ ëîêàëü-
íûõ ó÷àñòêîâ îòñëàèâàíèÿ ïëåíîê. Òàêèå äåôåêòû íà-
áëþäàëèñü â ïëåíêàõ, ïîëó÷åííûõ ïðè íèçêèõ òåìïå-
ðàòóðàõ ïîäëîæêè (ðèñ. 7).
à) á)
Ðèñ. 6. Ìîðôîëîãèÿ ïîâåðõíîñòè ïëåíîê ôèëüòðà, ïîëó÷åííûõ íà ïîä-
ëîæêàõ, îáðàáîòàííûõ ìåõàíè÷åñêèì (à) è õèìèêî-ìåõàíè÷åñêèì (á)
ñïîñîáàìè
Ðèñ. 7. Ìèêðîó÷àñòêè ëîêàëüíîãî îòñëà-
èâàíèÿ ïëåíî÷íîãî ïîêðûòèÿ, ïîëó÷åí-
íîãî ïðè òåìïåðàòóðàõ ïîäëîæêè 100�
120°Ñ, íà îñíîâå ZnSb
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 1
39
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Ïîñêîëüêó ôèëüòðóþùèå ïîêðûòèÿ çàêðûâàþòñÿ
ïëåíêàìè ZnS, ýòè ïëåíêè èãðàþò âëàãîçàùèòíóþ
ðîëü. Ñîäåðæàíèå âëàãè â ïëåíêàõ ZnS ñîñòàâëÿåò
ïîñëå òåðìîîáðàáîòêè 1�4% [3], ÷òî â íåñêîëüêî
ðàç íèæå, ÷åì â ïëåíêàõ SiO2 èëè MgF2.
Ïðîâåäåíèå ïðîöåññà íàïûëåíèÿ ïðè òåìïåðàòóðå
ïîäëîæêè 180�200°Ñ îáåñïå÷èâàåò êàê âûñîêóþ àä-
ãåçèþ ïëåíî÷íîé ñèñòåìû, òàê è âîçìîæíîñòü äàëü-
íåéøåé òåðìîîáðàáîòêè ñëîåâ, âñëåäñòâèå ÷åãî
óìåíüøàåòñÿ ñîðáöèÿ ïàðîâ âîäû è çíà÷èòåëüíî çà-
ìåäëÿåòñÿ ïðîöåññ ñòàðåíèÿ (óõóäøåíèå õàðàêòåðèñ-
òèê) ôèëüòðà. Èñïîëüçîâàíèå õèìèêî-ìåõàíè÷åñêîé
ïîëèðîâêè â ñîâîêóïíîñòè ñ èîííîé î÷èñòêîé ïîä-
ëîæåê óëó÷øàåò ìîðôîëîãèþ è ïðî÷íîñòü ïëåíîê.
Ñòîéêîñòü ôèëüòðîâ íà CdSb ê ïåðåïàäàì òåìïå-
ðàòóðû ïðîâåðÿëàñü èõ òåðìîöèêëèðîâàíèåì ïðè òåì-
ïåðàòóðàõ 77�373 Ê â ðåæèìå òåðìîóäàðà. Ïîñëå
1000 öèêëîâ íà ïîâåðõíîñòè ïîêðûòèé íå íàáëþäà-
ëîñü ó÷àñòêîâ äåãðàäàöèè, ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðè-
ñòèêè èçìåíÿëèñü íåçíà÷èòåëüíî, â ïðåäåëàõ, äîïóñ-
òèìûõ ñòàíäàðòàìè. Íà îñíîâå ýòèõ èññëåäîâàíèé
ìîæíî ñäåëàòü çàêëþ÷åíèå î òåõíîëîãè÷åñêè äîñòèã-
íóòîé âûñîêîé ïðî÷íîñòè äâóõêàíàëüíîãî ôèëüòðà íà
CdSb.
Âûâîäû
Ìîäåëèðîâàíèå êîíñòðóêöèé ïëåíî÷íûõ ôèëüòðó-
þùèõ ïîêðûòèé äëÿ íàíåñåíèÿ íà ïîëóïðîâîäíèêî-
âûå ïîäëîæêè CdSb è ZnSb ïîêàçàëî âîçìîæíîñòü
ñîçäàíèÿ îòðåçàþùèõ ôèëüòðîâ ñ ðàçëè÷íûìè ïàðà-
ìåòðàìè â çàâèñèìîñòè îò çàäàííûõ òåõíè÷åñêèõ óñ-
ëîâèé. Èç-çà íåñîâåðøåíñòâà òåõíîëîãèè âûðàùèâà-
íèÿ ìîíîêðèñòàëëîâ ZnSb ïîêà åùå íå óäàåòñÿ ïîëó-
÷èòü êà÷åñòâåííûå ôèëüòðû íà åãî îñíîâå. Ñîçäàí-
íûå èíòåðôåðåíöèîííî-àáñîðáöèîííûå ìíîãîñëîéíûå
òîíêîïëåíî÷íûå ôèëüòðû íà ìîíîêðèñòàëëàõ CdSb îá-
ëàäàþò âûñîêèìè îïòè÷åñêèìè è ýêñïëóàòàöèîííû-
ìè õàðàêòåðèñòèêàìè. Ñïåêòðàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè
êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ èçãîòîâëåííûõ ôèëüòðîâ
ñîîòâåòñòâóþò ðàñ÷åòíûì êðèâûì è íåçíà÷èòåëüíî èç-
ìåíÿþòñÿ ïðè îõëàæäåíèè ôèëüòðîâ äî àçîòíûõ òåì-
ïåðàòóð. Îïòèìàëüíûé ïîäáîð ïëåíêîîáðàçóþùèõ ìà-
òåðèàëîâ èíòåðôåðåíöèîííûõ ñèñòåì è ìåòàëëèçèðó-
þùåé äèàôðàãìû, à òàêæå òåõíîëîãè÷åñêèõ ðåæèìîâ,
ïîçâîëèë ñîçäàòü äâóõêàíàëüíûå ÈÊ-ôèëüòðû ñ âû-
ñîêîé ñòàáèëüíîñòüþ êàê ìåõàíè÷åñêèõ, òàê è îïòè-
÷åñêèõ ñâîéñòâ, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ ïðèìåíåíèÿ â
ðàçëè÷íûõ îïòîýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâàõ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Êàðä Ï. Ã. Àíàëèç è ñèíòåç ìíîãîñëîéíûõ èíòåðôåðåíöè-
îííûõ ïëåíîê.� Òàëëèí: Âàëãóñ, 1971.
2. Òåëåí À. Êîíñòðóèðîâàíèå ìíîãîñëîéíûõ èíòåðôåðåíöè-
îííûõ ñâåòîôèëüòðîâ // Â êí.: Ôèçèêà òîíêèõ ïëåíîê.� Ò. 5.�
Ì.: Ìèð, 1972.
3. Áåëÿåâà À. È., Ñèðåíêî Â. À. Êðèîãåííûå ìíîãîñëîéíûå
ïîêðûòèÿ.� Ê.: Íàóê. äóìêà, 1991.
4. Ëàçàðåâ Â. Á., Øåâ÷åíêî Â. ß., Ãðèíáåðã ß. Õ., Ñîáîëåâ Â. Â.
Ïîëóïðîâîäíèêîâûå ñîåäèíåíèÿ ãðóïïû AIIBV.� Ì.: Íàóêà, 1978.
5. Àùåóëîâ À. À., Ãðèöþê Á. Í., Ñòðåáåæåâ Â. Í. Èíôðàêðàñ-
íûå îïòè÷åñêèå ýëåìåíòû íà îñíîâå ìàòåðèàëîâ CdSb, ZnSb / Òåçè
äîï. íàóê.-ïðàêòè÷. êîíô. «ÑÅÍÑÎÐ-2008».� Îäåññà.� 2008.�
Ñ. 18�19.
6. Konopaltseva L. I., Strebezhev V. N., Rarenko A. I. et al.
Interference IR-filters on the CdSb monocrystal substrates // Proc. of
SPIE.� 1999.� Vol. 3890.� P. 104�110.
7. Ñòðåáåæåâ Â. Ì., Ðàðåíêî ². Ì., Êóëèêîâñüêà Ñ. Ì., Äðåì-
ëþæåíêî Ñ. Ã. Âïëèâ óìîâ îòðèìàííÿ íà ñòàá³ëüí³ñòü áàãàòîøàðî-
âèõ ³íòåðôåðåíö³éíèõ ïîêðèòò³â íà áàç³ CdSb // Íàóê. â³ñí. ×åð-
í³âåöüêîãî óí³âåðñèòåòó. Ô³çèêà. Åëåêòðîí³êà.� 2000.� Âèï. 79.�
Ñ. 22�24.
ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Áëóì Õàíñèîàõèì. Ñõåìîòåõíèêà è ïðèìåíåíèå ìîùíûõ èìïóëüñíûõ óñòðîéñòâ.�
Ì.: Äîäåêà, 2008.� 352 ñ.
 êíèãå èçëîæåíû ôèçè÷åñêèå è òåõíè÷åñêèå îñíîâû ñîçäàíèÿ è ïðèìåíåíèÿ èìïóëüñîâ
âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ ñ áîëüøîé ìîùíîñòüþ è ýíåðãèåé. Ïî ñóòè êíèãà ïðåäñòàâëÿåò ñî-
áîé ïóòåâîäèòåëü ïî îãðîìíîìó êîëè÷åñòâó ïóáëèêàöèé äàííîé òåìàòèêè, êàê êëàññè÷åñ-
êèõ, òàê è ñîâðåìåííûõ.
 ïåðâîé ÷àñòè îïèñàíû êîìïîíåíòû, ìàòåðèàëû è ìåòîäû èçìåðåíèé, èñïîëüçóåìûå â
òåõíèêå ïîëó÷åíèÿ ìîùíûõ èìïóëüñîâ. Âî âòîðîé ÷àñòè � íåêîòîðûå èç íàèáîëåå ïåðñ-
ïåêòèâíûõ ïðèìåíåíèé ýòîé òåõíèêè â áèîýëåêòðèêå, ïîâåðõíîñòíîé îáðàáîòêå ìåòàëëîâ,
ìåäèöèíå, ñåëåêòèâíîì ðàçìåëü÷åíèè ðàçëè÷íûõ ìàòåðèàëîâ è ò. ä. Îïèñàíû ãåíåðàòîðû
ìîùíûõ èìïóëüñîâ ýëåêòðè÷åñêîãî è ìàãíèòíîãî ïîëÿ, èñòî÷íèêè èíòåíñèâíîãî èìïóëüñ-
íîãî èçëó÷åíèÿ è èìïóëüñíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ðàçðÿäîâ.
Êíèãà àäðåñîâàíà øèðîêîìó êðóãó ÷èòàòåëåé, îñîáåííî ïîëåçíà ñòóäåíòàì, ïðåïîäàâàòåëÿì
âóçîâ, èíæåíåðàì è ó÷åíûì ñìåæíûõ îáëàñòåé çíàíèé.
Ïèòåð Óèëñîí. Ïðèåìû ïðîåêòèðîâàíèÿ íà ÏËÈÑ.� Ì.: Äîäåêà, 2009.� 272 ñ.
Êíèãà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íàñòîëüíûé ñïðàâî÷íèê äëÿ èíæåíåðîâ, ñòóäåíòîâ è èññëåäîâà-
òåëåé, êîòîðûå èñïîëüçóþò FPGA â êà÷åñòâå àïïàðàòíîé ïëàòôîðìû.  íåé ïðèâåäåíû
ïðèìåðû îñíîâíûõ ìîäåëåé öèôðîâûõ óñòðîéñòâ (ñ÷åò÷èêè, ðåãèñòðû, äåøèôðàòîðû, ÀËÓ
è äð.) è àëãîðèòìîâ îáðàáîòêè äàííûõ (ïîñëåäîâàòåëüíàÿ ïåðåäà÷à, ïîñëåäîâàòåëüíîå/
ïàðàëëåëüíîå ïðåîáðàçîâàíèå, êðèïòîçàùèòà, îáðàáîòêà âèäåîèíôîðìàöèè). Îñíîâíîé
àêöåíò ñäåëàí íå íà ÿçûê ïðîãðàììèðîâàíèÿ VHDL êàê òàêîâîé, à íà ôèëîñîôèþ è òåõíè-
êó, íåîáõîäèìûå äëÿ ñîçäàíèÿ áåçîøèáî÷íî ðàáîòàþùåãî ïðèëîæåíèÿ.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-52025 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:59:04Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ащеулов, А.А. Грицюк, Б.Н. Стребежев, В.Н. 2013-12-22T21:12:13Z 2013-12-22T21:12:13Z 2009 Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов CdSb, ZnSb для оптофотоэлектронных устройств / А.A. Ащеулов, Б.Н. Грицюк, В.Н. Стребежев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 34-39. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52025 Сконструированы интерференционно-абсорбционные отрезающие ИК-фильтры на монокристаллах СdSb и ZnSb для охлаждаемых оптофотоэлектронных устройств, исследованы их оптические и механические характеристики. Запропоновано інтерференційно-абсорбційні фільтри на основі напівпровідникових кристалів СdSb, ZnSb. Проведено моделювання конструкцій інтерференційних багатошарових покриттів, що показало перспективність розробки і практичного застосування відрізуючих фільтрів на основі СdSb з оптимізованими параметрами. Приведені експериментальні результати, що демонструють високі оптичні характеристики і механічну міцність двоканальних відрізуючих фільтрів на основі Сdsb, призначених для застосування в різних оптоелектронних пристроях. Interference-adsorptive filters on the base of the CdSb and ZnSb semiconductor single crystals are proposed as a new type of cooling cut optical filters used in modern optoelectronics. Computer simulation of the structure of interference multilayer coatings has shown the availability of design and application of cut filters on CdSb with optimized parameters. Experimental results demonstrate high optical characteristics and mechanical strength of two-channel cut CdSb filters used in various devices. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Функциональная микро- и наноэлектроника Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов CdSb, ZnSb для оптофотоэлектронных устройств Інфрачервоні відрізуючі фільтри на основі монокристалів CdSb, ZnSb для оптофотоелектронних пристроїв Infrared filters for optoelectronic devices, based on CdSb, ZnSb single crystals Article published earlier |
| spellingShingle | Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов CdSb, ZnSb для оптофотоэлектронных устройств Ащеулов, А.А. Грицюк, Б.Н. Стребежев, В.Н. Функциональная микро- и наноэлектроника |
| title | Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов CdSb, ZnSb для оптофотоэлектронных устройств |
| title_alt | Інфрачервоні відрізуючі фільтри на основі монокристалів CdSb, ZnSb для оптофотоелектронних пристроїв Infrared filters for optoelectronic devices, based on CdSb, ZnSb single crystals |
| title_full | Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов CdSb, ZnSb для оптофотоэлектронных устройств |
| title_fullStr | Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов CdSb, ZnSb для оптофотоэлектронных устройств |
| title_full_unstemmed | Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов CdSb, ZnSb для оптофотоэлектронных устройств |
| title_short | Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов CdSb, ZnSb для оптофотоэлектронных устройств |
| title_sort | инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов cdsb, znsb для оптофотоэлектронных устройств |
| topic | Функциональная микро- и наноэлектроника |
| topic_facet | Функциональная микро- и наноэлектроника |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52025 |
| work_keys_str_mv | AT aŝeulovaa infrakrasnyeotrezaûŝiefilʹtrynaosnovemonokristallovcdsbznsbdlâoptofotoélektronnyhustroistv AT gricûkbn infrakrasnyeotrezaûŝiefilʹtrynaosnovemonokristallovcdsbznsbdlâoptofotoélektronnyhustroistv AT strebeževvn infrakrasnyeotrezaûŝiefilʹtrynaosnovemonokristallovcdsbznsbdlâoptofotoélektronnyhustroistv AT aŝeulovaa ínfračervonívídrízuûčífílʹtrinaosnovímonokristalívcdsbznsbdlâoptofotoelektronnihpristroív AT gricûkbn ínfračervonívídrízuûčífílʹtrinaosnovímonokristalívcdsbznsbdlâoptofotoelektronnihpristroív AT strebeževvn ínfračervonívídrízuûčífílʹtrinaosnovímonokristalívcdsbznsbdlâoptofotoelektronnihpristroív AT aŝeulovaa infraredfiltersforoptoelectronicdevicesbasedoncdsbznsbsinglecrystals AT gricûkbn infraredfiltersforoptoelectronicdevicesbasedoncdsbznsbsinglecrystals AT strebeževvn infraredfiltersforoptoelectronicdevicesbasedoncdsbznsbsinglecrystals |