Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор 20
1.1. Физико-химические и электрофизические свойства алмаза, алмазоподобного углерода, A1N и ZnO 20
1.2. Методы синтеза пленок алмаза и АУП 22
1.3. Получение пленок A1N и ZnO 22
L3.L Методы химического осаждения из паровой фазы 22
1.3.2. Вакуумное испарение 31
1.3.2.1. Реактивное испарение Ale азотсодержащей газовой фазе 31
1.3.2.2. Выращивание пленок AIN молекулярно-лучево й эпитаксией 34
1.3.2.3. Получение пленок AIN и ZnO лазерным испарением 35
1.3.3. Получение пленок AIN имплантацией азота вА1 37
1.3.4. Осаждение пленок АШ и ZnO методами ионно-плазменного распыления 38
1.3.4.1. Формирование пленок АШ и ZnO диодным ВЧреактивным распылением 38
1.3.4.2. Магнетронное распыление 41
Магнетронное реактивное распыление мишеней из AluZn на постоянном токе , 41
Магнетронное ВЧ реактивное распыление мишеней из AluZn 45
Магнетронное ВЧ распыление мишеней из AINuZnO 46
1.3.4.3. Триодное распыление „ 48
1.3.4.4. Получение пленок AIN и ZnO методом распыления ионным пучком 48
1.3.5. Одновременное использование метода распыления ионным пучком и других методов распыления для осаждения пленок АШ 49
1.4. Легирование пленок A IN и ZnO в процессе их выращивания 51
1.5. Устройства микро- и акустоэлектроники с использованием слоистых структур, включающих слои алмаза, АУП, AlNnZnO... 53
1.5.1. Алмаз, АУП, AIN, ZnO и слоистые структуры на их основе в устройствах электронной техники 53
Применение в электронной технике слоистых структур anMa3/AlN(ZnO) 58
Конструкции устройств на ПАВ на слоистых средах 58
Строение и свойства пленок ZnO и АШ, используемых в качестве пьезоэлектрика слоистого звукопровода на основе алмаза 62
Методы низкотемпературного выращивания текстурированных, близких к монокристаллу, пленок АШ и ZnO на подложках кристаллических и аморфных материалов 64
Устройства на ПАВ на слоистой структуре алмаз(А УП)/пьезоэлектрик. 64
1.6. Выводы по главе 1 69
Этапы выполнения работы 70
ГЛАВА 2. Оборудование для выращивания, полирования и размерной обработки пленок алмаза, алмазоподобного углерода, a1n и zno 72
2.1. Оборудование для синтеза пленок алмаза, АУП и карбина 72
2.1.1. Оборудование для синтеза алмазных пленок методом дугового разряда 72
2.1.1.1 Установка АЛМАЗ 72
2.1.1.2 Установка на базе вакуумного поста УРМ3.279.026 74
2.1.1.3 Установка УВА-1Р 74
2.1.1.4 Установка УВА-1РМ. 77
2.1.2. Оборудование для синтеза пленок алмазоподобного углерода методом тлеющего разряда 78
2.1.3. Оборудование для синтеза алмазных пленок методом нагретой нити 82
2.1.4. Оборудование для формирования углеродных пленок методом активации газовой смеси ВЧи СВ Ч разрядам и, близкими к ЭЦР 84
2.1.5. Оборудование для формирования углеродных пленок диодным ВЧ разрядом 86
2. Л б. Оборудование для формирования углеродных пленок методом распыления графитовой мишени ионным пучком 86
2.1.7. Двухкамерная установка для формирования углеродных пленок 88
2.2. Оборудование для выращивания пленок A1N и ZnO 88
2.2.1. Элементы магнетронныхраспылительных систем 88
2.2.1.1. Конструкции разработанных магнетронов. Магнетроны с магнитами, размещенными в вакууме 88
Магнетроны с постоянными магнитами, размещенными в водоохлаждаемой полости, герметизированной эластомерными
уплотнениями 89
Цельнометаллические магнетроны 98
Магнетроны с цилиндрической мишенью 102
2.2.1.2. Конструкции разработанных экранов и мишеней , 103
Многоярусный экран 103
Мишени. Управление составом пленки по ее толщине 106
2.2.2. Разработанные установки магнетронного распыления 112
2.2.2.1. Модернизированная установка ВУП-4 112
2.2.2.2. Установка, оснащенная цельнометаллическим магнетроном 113
2.2.2.3. Модернизированная установка ВУП—5 115
2.2.2.4. Модернизированная установка ВУП-5 с непланарной деформируемой крышкой 116
2.2.2.5. Установка с двумя цельнометаллическими магнетронами 118
2.2.2.6. Установка с двумя магнетронами, один из которых используется
для контролируемого введения легирующего материала 120
2.2.2.7. Установка магнетронного распыления со шлюзовой загрузкой 122
2.2.2.8. Модернизированная установка УВН—62П-3 123
2.2.2.9. Модернизированные установки КАТОД- 1Ми ПЛАЗМА-ЗМЦ 124
2.2.2.10. Установка для выращивания пленок A1N, в которой область горения плазмы отделена экранами от объема вакуумной камеры 126
2.2.2.11. Установка для выращивания пленок ZnO 127
2.2.3. Установки для применения магнетронного распыления в сочетании с другими методами формирования пленок 127
Установки для осаждения пленок при совместном использовании магнетрона и ионных источников. Установка, совмещающая магнетрон и два ионных источника 127
Модернизированная установка УВН—62П—3 132
2.2.4. Установка с тремя ионными источниками 133
2.3. Оборудование для плазменных методов полирования и размерной обработки пленок алмаза и алмазоподобного углерода 135
2.4. Выводы по главе 2 , 139
ГЛАВА 3. Получение, строение и свойства пленок алмаза и алмазоподобных углеродных материалов 141
3.1. Формирование пленок алмаза и алмазоподобных кристаллических и некристаллических материалов 141
3.1.1. Дуговой и тлеющий разряды 141
3.1.2. Выращивание алмаза при активировании газовой фазы методом нагретой нити 141
3.1.3. Осаждение алмазных материалов в плазме ВЧи СВ Чразрядов,
близких к электронно-циклотронному резонансу 142
3.1.4. Магнетронное распыление 142
3.1.5. Осаждение пленок алмазоподобного углерода методом диодного ВЧ распыления 143
3.1.6. Формирование алмазных пленок распылением графитовой мишени ионным пучком 143
3.2. Строение пленок алмаза и алмазных материалов 144
3.2.1. Строение и состав пленок поликристаллического алмаза, выращенных методом дугового разряда 144
3.2.2. Строение углеродных пленок, сформированных методом тлеющего разряда 155
3.2.3. Строение и состав пленок алмаза, выращенных методом нагретой нити 155
3.2.4. Строение и свойства пленок алмазоподобного углерода, сформированных методом плазменного ВЧ разряда, близкого к ЭЦР 156
3.2.5. Строение пленок алмазоподобного углерода, сформированных магнетронным распылением 159
3.2.6. Строение и свойства пленок алмазоподобного углерода, выращенных в диодном ВЧ разряде 159
3.2.7. Строение и состав пленок алмазоподобного углерода, выращенных распылением графитовой мишени ионным пучком 161
3.3. Полирование, размерная обработка и металлизация пленок алмаза и алмазоподобного углерода 163
Механическое полирование. Требования к качеству поверхности слоев многослойного звукопровода устройств акустоэлектроники 163
Механическое полирование слоев алмаза 165
Обработка алмазных пленок в плазме, стимулированной магнитным полем 166
3.4- Металлизация углеродных пленок 176
3.5. Выводы по главе 3 177
ГЛАВА 4. Получение. строение и свойства пленок A1N и ZnO... 179
4.1. Получение, строение и свойства пленок A1N 179
4.1.1. Получение пленок AIN. Введение легирующей примеси в
выращиваемые пленки 179
4.1.2, Строение пленок AIN. 180
, 4.1.3. Строение пленок AIN с введенной легирующей примесью 204
Электропроводность 207
4.2. Получение, строение и свойства пленок ZnO 209
4.2.1. Выращивание пленок ZnO магнетронным распылением на постоянном токе 209
4.2.2. Применение распыления ионным пучком для выращивания
і пьезоэлектрических пленок ZnO 216
4.3. Выводы по главе 4 225
ГЛАВА 5. Устройства на поверхностных акуститческих волнах на слоистых структурах 227
і 5 Л. Конструкции устройств на ПАВ 227
t 5.2. Использование в устройствах на ПАВ пьезоэлектрических пленок ZnO .. 229
5.3. Использование в устройствах на ПАВ пленок A1N 232
Температурные исследования датчиков 237
5.4. Применение в устройствах на ПАВ слоистого звукопровода алмаз/АІЩгпО) 237
5.5. Выводы по главе 5 241
ГЛАВА 6. Устройства микроэлектроники на основе слоистых структур, содержащих слои алмаза, алмазоподобного углерода и A1N 243
6.1. Применение поликристаллических алмазных пленок в гибридных
| интегральных схемах 243
1 Оценка влияния конструктивных особенностей многокристальных
модулей на температуру перегрева активных элементов 244
Аналого-цифровой преобразователь для видеопамяти , 245
6.2. Тонкопленочные термопечатающие матрицы 246
6.3. A1N — защитное покрытие измерительных и оптических растров 249
1 6.4. Ненакаливаемые катоды 251
6.5. Фотоприемники 258
6.6. Источники излучения в УФ области 259
I 6.7. A1N в СВЧ устройствах 261
6.8. Выводы по главе 6 261
Заключение 263
Литература
