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....
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Datum: | 2006 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2006
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53399 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | 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. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860254244113743872 |
|---|---|
| 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. |
| 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. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Пленки ZnO получены методом магнетронного ВЧ-распыления. Применялось дополнительное магнитное поле, создаваемое магнитной системой, помещенной за подложкодержателем.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:47:15Z |
| format | Article |
| 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. ÁÀÐÀÍÎÂ
(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. Â 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. Â óñòàíîâêå ïðèìåíåíà ðàç-
ÍÀÍÎÑÒÐÓÊÒÓÐÈÐÎÂÀÍÍÛÅ ÏËÅÍÊÈ ZnO
ÄËß ÓÑÒÐÎÉÑÒÂ 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). Â 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, Â 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 11 2 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 10 1 3 0,719 2,2
à=0,3280
ñ=0,5277
8,8
34,341 0002 0,429 32,5
62,764 10 1 3 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 11 2 0 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; Â � 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
10
12
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
10
12
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
10
12 10
13
10
10
11
20
20
20
11
22
20
21
20
22 20
23
Â
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 ÏÀÂ 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 ýÂ
Å=0,70 ýÂ
Å=0,17 ýÂ
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 ÏÀÂ 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 Â � 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 ÏÀÂ 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 ÏÀÂ 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 ÏÀÂ 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 ÏÀÂ 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 ÏÀÂ 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 ÏÀÂ íà ñèòàëëîâûõ ïîäëîæêàõ ñîñòàâëÿåò
3,4 êì/ñ (ðèñ. 9, à, á). Ïîñêîëüêó â îáëàñòè çíà÷åíèé
h/λ=0,035 ñêîðîñòü ÏÀÂ 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 ÏÀÂ 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. Â 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 ÏÀÂ
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
ÏÀÂ VR
h
Â
íî
ñè
ì
û
å
ïî
òå
ðè
,
äÁ
20
40
60
80
24 26 28 30 f, ÌÃö
à)
á)
∆f
, ê
Ã
ö
30
20
10
0
300 320 340 360 Ò, Ê
Ðèñ. 10. Õàðàêòåðèñòèêè óñòðîéñòâ íà ÏÀÂ 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). Â 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 ÏÀÂ
// 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, Â 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
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-53399 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:47:15Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | 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. 2014-01-19T22:30:21Z 2014-01-19T22:30:21Z 2006 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 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53399 Пленки ZnO получены методом магнетронного ВЧ-распыления. Применялось дополнительное магнитное поле, создаваемое магнитной системой, помещенной за подложкодержателем. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Технологические процессы и оборудование Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики Наноструктуровані плівки ZnO для пристроїв мікроелектроніки та оптики Nano-structured ZnO films for microelectronics and optical devices Article published earlier |
| spellingShingle | 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 |
| title | Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики |
| title_alt | Наноструктуровані плівки ZnO для пристроїв мікроелектроніки та оптики Nano-structured ZnO films for microelectronics and optical devices |
| 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_short | Наноструктурированные пленки ZnO для устройств микроэлектроники и оптики |
| title_sort | наноструктурированные пленки zno для устройств микроэлектроники и оптики |
| topic | Технологические процессы и оборудование |
| topic_facet | Технологические процессы и оборудование |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53399 |
| work_keys_str_mv | AT belâninaf nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustroistvmikroélektronikiioptiki AT krivčenkova nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustroistvmikroélektronikiioptiki AT lopaevdv nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustroistvmikroélektronikiioptiki AT pavluškinlv nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustroistvmikroélektronikiioptiki AT paŝenkopv nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustroistvmikroélektronikiioptiki AT pirogovvg nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustroistvmikroélektronikiioptiki AT polâkovsn nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustroistvmikroélektronikiioptiki AT suetinnv nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustroistvmikroélektronikiioptiki AT sušencovni nanostrukturirovannyeplenkiznodlâustroistvmikroélektronikiioptiki AT belâninaf nanostrukturovaníplívkiznodlâpristroívmíkroelektroníkitaoptiki AT krivčenkova nanostrukturovaníplívkiznodlâpristroívmíkroelektroníkitaoptiki AT lopaevdv nanostrukturovaníplívkiznodlâpristroívmíkroelektroníkitaoptiki AT pavluškinlv nanostrukturovaníplívkiznodlâpristroívmíkroelektroníkitaoptiki AT paŝenkopv nanostrukturovaníplívkiznodlâpristroívmíkroelektroníkitaoptiki AT pirogovvg nanostrukturovaníplívkiznodlâpristroívmíkroelektroníkitaoptiki AT polâkovsn nanostrukturovaníplívkiznodlâpristroívmíkroelektroníkitaoptiki AT suetinnv nanostrukturovaníplívkiznodlâpristroívmíkroelektroníkitaoptiki AT sušencovni nanostrukturovaníplívkiznodlâpristroívmíkroelektroníkitaoptiki AT belâninaf nanostructuredznofilmsformicroelectronicsandopticaldevices AT krivčenkova nanostructuredznofilmsformicroelectronicsandopticaldevices AT lopaevdv nanostructuredznofilmsformicroelectronicsandopticaldevices AT pavluškinlv nanostructuredznofilmsformicroelectronicsandopticaldevices AT paŝenkopv nanostructuredznofilmsformicroelectronicsandopticaldevices AT pirogovvg nanostructuredznofilmsformicroelectronicsandopticaldevices AT polâkovsn nanostructuredznofilmsformicroelectronicsandopticaldevices AT suetinnv nanostructuredznofilmsformicroelectronicsandopticaldevices AT sušencovni nanostructuredznofilmsformicroelectronicsandopticaldevices |