Details

Данная работа посвящена оптимизации процесса реактивного магнетронного напыления оксида цинка с наклонной текстурой при производстве линий задержки на объёмных акустических волнах. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Изучение особенностей реактивного магнетронного напыления оксида цинка с наклонной текстурой. 2. Поиск положения кристаллов-звукопроводов в пространстве для формирования наклонной текстуры. 3. Практический подбор технологических параметров процесса реактивного магнетронного напыления оксида цинка. Помимо этого, в работе описаны линии задержки на объёмных акустических волнах и рассмотрено понятие «пьезоэлектрический эффект». Также рассмотрены особенности формирования объёмных акустических волн в плёнках оксида цинка и зависимость коэффициента электромеханической связи продольной и поперечной волн от угла наклона текстуры плёнки. Работа проведена на базе предприятия АО «НИТИ «Авангард». Формирование плёнок оксида цинка проводилось на установке магнетронного напыления на постоянном токе. Для линий задержки на объёмных акустических волнах, производимых на АО «НИТИ «Авангард», согласно технической документации рабочая частота должна быть равна 8,7 ГГц, а затухание в диапазоне частот от 8,4 до 9,0 ГГц должно быть не более 70 дБ. При поиске оптимального режима было проведено 16 экспериментов, после каждого из которых проводился функциональный контроль полученных изделий. Результатом данной операции являлись амплитудно-частотные характеристики изделий, по которым определялись рабочие характеристики линий задержки (рабочая частота и затухание в диапазоне частот) и оценивался каждый из режимов напыления. По результатам функционального контроля технологические параметры процесса корректировались и подбирались таким образом, чтобы при изменении параметра процесса удавалось добиться необходимого изменения характеристик линий задержки. Результатом настоящей работы является раз-работка оптимального режима реактивного магнетронного напыления оксида цинка с наклонной текстурой, при котором удаётся изготовить линии задержки на объёмных акустических волнах с соответствующими технологической документации рабочими характеристиками.

The given work is devoted to optimization of the process of reactive magnetron deposition of a slope textured zinc oxide in the production of bulk acoustic wave delay lines. The research set the following goals: 1. Studying features of reactive magnetron sputtering of slope textured zinc oxide. 2. Search for the position of sound-conducting crystals in space to form a slope texture. 3. Practical selection of technological parameters of the process of reactive magnetron deposition of zinc oxide. In addition, the paper describes bulk acoustic wave delay lines and considers the concept of «piezoelectric effect». The features of the formation of bulk acoustic waves in zinc oxide films and the dependence of the coefficient of electromechanical coupling of longitudinal and transverse waves on the angle of inclination of the film texture are also considered. The work was fulfilled on the premises of the enterprise of JSC «RTI «Avangard». The formation of zinc oxide films was carried out on a magnetron sputtering unit with direct current. For bulk acoustic wave delay lines produced at JSC «RTI «Avangard», according to the technical documentation, the operating frequency should be 8,7 GHz, and attenuation in the frequency range from 8,4 to 9,0 GHz should be no more than 70 dB. When searching for an optimal mode, 16 experiments were conducted, after each of which functional control of the obtained products was carried out. The result of this operation was the amplitude-frequency characteristics of the products, which were used to determine the operating characteristics of the delay lines (operating frequency and attenuation in the frequency range) and evaluate each of the deposition modes. Based on the results of the functional control, the technological parameters of the process were adjusted and selected in such a way that, when changing the process parameter, it was possible to achieve the necessary change in the characteristics of the delay lines. The result of this work is the development of an optimal mode of reactive magnetron deposition of zinc oxide, in which it is possible to produce bulk acoustic wave delay lines with the operating characteristics the corresponding technological documentation (operating frequency and attenuation in the frequency range).