Способ нанесения пьезоэлектрических пленок окиси Советский патент 1992 года по МПК C23C14/36 

Изобретение относится к области нанесения покрытий в вакууме, а именно к способам получения пьезоэлектрических пленок окиси цинка с наклоном оси их текстуры в диапазоне 40±10°, и может быть использовано для изготовления преобразователей сдвиговых объемных акустических волн.

Целью изобретения является повышение качества пленок за счет получения наклонной ориентации оси их текстуры и увеличения однородности этой текстуры по поверхности подложки.

П р и м е р 1. Пленку окиси цинка наносят на подложку из термостального стекла. Для этого цинковую пластину диаметром 100 мм и толщиной В мм устанавливают на катоде магнетронного распылительного устройства. Внутри катода вмонтирована аксиально-симметричная магнитная система, состоящая из центрального и краевого магнитов. Величины напряженности магнитных полей, создаваемых этими магнитами, выбирают таким образом, чтобы значения векторов напряженностей магнитного поля, перпендикулярных поверхности мишени, на ее краях и в центре были равны соответственно 400 и 200 Э, т.е. были в соотношении, равном 2, Подложку устанавливают напротив зоны эрозии, т.е. между векторами магнитного поля, параллельно мишени на расстоянии 40 мм от нее. Рабочий объем вакуумной установки откачивают до предельного давления 2 10 Па, подложку нагревают до 300°С, напускают в камеру газовую смесь: 30% аргонаи70% кислорода

СА) Ю

Ч

ю

и поддерживают давление на уровне 0,2 Па. После этого на мишень подают отрицательное напряжение 450 В и устанавливают ток 1 А. При этом над поверхностью мишени образуется зона скрещенных электрического и магнитного полей, которые локализуют разрядную плазму е этой зоне. В указанных условиях скорость осаждения пленки окиси цинка составляет б мкм/ч. Полученная пленка обладает следующими свойствами: удельноесопротивление/э 10 Ом -см,угол наклона оси текстуры m 40°, угол разори- ентации оси текстуры ±5 , разброс по толщине ±5% на площади 10 см.

П р и м е р 2. Процесс нанесения пленки осуидествляют аналогично примеру 1 при значениях векторов напряженностей маг- нитмого поля, перпендикулярных поверхно- .сти мишени, в центре и на краях мишени 200 и 600 Э соответственно, т.е. в соотношении, равном 3. Полученная пленка обладает следующими свойствами: удельное сопротив- лениер 10 Ом см, угол наклона m 45°, угол разориентации оси текстуры ± 7°, разброс по толщине ±5% на площади 10 см .

При изучении распределения структурных параметров пленок окиси цинка было установлено, что наклон оси текстуры пленок, осажденных напротив зоны эрозии, зависит от конфигурации магнитного поля магнетронного распылительного устройства. При соотношении векторов напряженно0

5

0

сти магнитного поля, направленных перпендикулярно поверхности мишени, и на крэюмишении в ее центре в диапазоне...3 наклон оси текстуры в осажденной пленке составляет 30-50° относительно нормали к поверхности подложки. При увеличении отношения более 3 угол наклона оси текстуры возрастает, но вместе с тем падает эффективность магнетронного разряда, а следова- тельно, и скорость напыления из-за уменьшения тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля в зоне эрозии. При уменьшении отношения менее 1 угол наклона оси текстуры становится недостаточным для использования, полученных пленок в преобразователях сдвиговых акустических волн.

Формула изобретения Способ нанесения пьезоэлектрических пленок окиси цинка в вакууме, включающий магнетронное распыление цинковой дисковой мишени в аргонокислородной газовой среде и постоянном магнитном поле, симметричном относительно центра мишени, и осаждение пленки на подложку, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения качества пленок за счет получения наклон- но;л ориентации оси их текстуры по поверхности подложки, значения векторов напря- 0 женности магнитного поля на краях и в центре мишени, направленных перпендикулярно ее поверхности, устанавливают в соотношении 1...3, а при осаждении пленки подложку располагают между векторами.

Изобретение может быть использовано для изготовления преобразователей сдвиговых объемных акустических волн. Цель изобретения - повышение качества пленок за счет получения наклонной ориентации оси их текстуры в диапазоне 40±10° и увеличения однородности этой текстуры по поверхности подложки. Для получения пленки окиси цинка в магнетронном разряде распыляют цинковую дисковую мишень в арго- но-кислородной газовой среде. Внутри катода магнетронной системы вмонтирована магнитная система. Величины напряженности магнитных полей выбирают таким образом, чтобы значения векторов напря- женностей магнитных полей, перпендикулярных поверхности мишени, на ее краях и в центре были равны соответственно 400 и 200 Э, т.е. были в соотношении, равном 2. Допустимым соотношением может быть 1 ...3. Подложку устанавливают напротив зоны эрозии, т.е. между векторами магнитного поля, параллельно мишени на расстоянии 40 мм от нее. Температура подложки поддерживается 300°С, а газовая смесь включает 30% аргона и 70% кислорода при давлении на уровне 0,2 Па. сл с