Способ получения тонкой пьезо-электрической пленки оксида цинка Советский патент 1993 года по МПК C23C14/46 C23C14/02 

ел

с

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении акустоэлектронных приборов, работающих в СВЧ-диапазоне.

Цель-изобретения - устранение переходного поликрйсталлического непьезоэлектрического слоя между пленкой и подложкой.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения тонких пьезоэлектрических пленок оксида цинка, заключающемся в магнетронном реактивном напылении пленок ZnO на диэлектрическую неориентирующую подложку, диэлектрическую подложку (или диэлектрический подслой) перед напылением подвергают ионной обработке.

К отличительным признакам изобретения относится проведение дополнительной операции ионной обработки диэлектрической подложки (или диэлектрического подслоя).

Проведенные дополнительные исследования показали, что эффект, наблюдаемый авторами, не связан с хорошо известным методом очистки поверхности подложки под действием ионной обработки. Так, при использовании поверхностей свеженапы- ленных диэлектрических пленок эффект наблюдался только на той части слоистой структуры, которая наращивалась на иоино- обработанную часть поверхности свежена- пыленной пленки.

По мнению авторов, в данном случае эффект заключается в уменьшении химической активности поверхности подложки и образовании встроенного заряда под действием ионной обработки.

Пример. Рабочую поверхность звукопровода ПАВ устройства СВЧ-диапа00.

aftsanb

ю ю

зона, выполненного из монокристалла алю- моиттриевого граната, подвергают ионной обработке в течение 20 мин ионами аргона с энергией порядка 1 кэВ. Затем методом реактивного магнетронного распыления на эту поверхность при температуре 350°С осаждается текстурированная пьезоэлектрическая пленка ZnO толщиной 0,2 мкм. Проведенный рентгенодифрактометриче- ский анализ показал отсутствие переходного поликристаллического слоя ZnO. Указанная пленка использовалась для изготовления пьезоэлектрических ПАВ пребра- зователей СВЧ-диапазона в резонаторе на ПАВ на частоте 1,1 ГГц.

П р и м е р 2. На торцевую поверхность звукопровода линии задержки СВЧ-диапазона осаждают алюминиевую пленку толщиной 150 нм, которая является нижним электродом пьезоэлектрического преобразователя продольной акустической волны. На эту алюминиевую пленку осаждают аморфную диэлектрическую пленку SiOx толщиной 50 нм. Поверхность диэлектрической плёнки подвергают ионной обработке в течение 20 мин ионами аргона с энергией 0,3 кзВ. Затем методом магнетронного реактивного распыления на обработанную по0

5

0

5

0

верхность осаждается пьезоэлектрическая текстурированная пленка ZnO толщиной 150 нм. Проведенный рентгенодифракто- метрический анализ показал отсутствие переходного поликристаллического слоя ZnO. Изготовленный преобразователь работал в частотном диапазоне 14... 16 ГГц с вносимыми потерями 17 dB.

Таким образом, предложенный способ получения тонких (1 мкм) пьезоэлектрических пленок оксида цинка позволяет на их основе изготавливать высокоэффективные устройства на объемных и поверхностных акустических волнах, работающие в коротковолновой части СВЧ-диапазона. :

Формула изобретения

Способ получения тонкой пьезоэлектрической пленки оксида цинка, включающий реактивное магнетронное распыление мишени, содержащей цинк, и осаждение пленки на диэлектрическую основу, отличающийся тем, что, с целью устранения переходного поликристаллического нёпьезоэлектрического слоя между пленкой и основой, предварительно основу обрабатывают ионным потоком с энергией ионов не менее 300 эВ.