×
04.11.2018
218.016.9a5f

Способ получения сегнетоэлектрических пленок BaSr TiO

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Способ получения сегнетоэлектрической пленки BaSrTiO относится к технологиям получения тонких пленок и может быть использован при получении сегнетоэлектрических пленок BaSrTiO для сверхвысокочастотной техники. На первом этапе распыляют мишень состава BaSrTiO на сапфировую подложку с подслоем платины в атмосфере кислорода при давлении 2 Па и температуре подложки 700-900°С в течение времени, достаточного для создания сплошного сегнетоэлектрического слоя. На втором этапе процесс распыления прекращается на время, достаточное для отжига сплошного сегнетоэлектрического слоя, прочие технологические параметры не изменяются. Затем этапы повторяются несколько раз для получения необходимой толщины сегнетоэлектрической пленки. Техническим результатом является высокая диэлектрическая нелинейность сегнетоэлектрической пленки при низких диэлектрических потерях, что позволяет использовать полученные сегнетоэлектрические пленки в сверхвысокочастотной технике. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологиям получения тонких пленок и может быть использовано для получения сегнетоэлектрических пленок Ва1-xSrxTiO3 для сверхвысокочастотной техники.

Известен способ (Патент № US 6346424) получения сегнетоэлектрических пленок Ва1-xSrxTiO3 с диэлектрической проницаемостью (~200), путем отжига готового сегнетоэлектрического слоя в несколько стадий. На первом этапе отжига происходит быстрая термическая обработка в инертной атмосфере при температуре выше температуры подложки во время осаждения, на втором этапе происходит длительная термическая обработка в атмосфере кислорода при температуре выше температуры осаждения, но ниже температуры первого этапа. Известный способ позволяет добиться снижения токов утечки за счет восстановления кислородных вакансий во время отжига, однако диэлектрическая проницаемость данной пленки недостаточна для применения в электрически управляемых приборах современной сверхвысокочастотной электроники.

Известен способ (Barbara Malic, Miso Vukadinovic, Iulian Boerasu, Mira Mandeljc, Elena Ion, Marija Kosec, Vladimir Sherman, Tomoaki Yamada, Nava Setter. Relation Between Processing, Microstructure and Electric Field-Dependent Dielectric Properties of Ba0.3Sr0.7TiO3 Thin Films on Alumina Substrates. Integrated Ferroelectrics, 93, 2007, 119-125) получения сегнетоэлектрической пленки Ва1-xSrxTiO3 золь-гель методом с высокой диэлектрической проницаемостью и низкими диэлектрическими потерями путем многоступенчатого осаждения с использованием промежуточного отжига. В процессе получения пленки происходит нанесение сегнетоэлектрического слоя на подложку и отжиг слоя в воздушной атмосфере при температуре больше 700°С. Процесс повторяется до получения необходимой толщины пленки. Известный способ позволяет добиться высокой диэлектрической проницаемости и некоторого улучшения диэлектрической нелинейности, тем не менее, не достаточной для применения в сверхвысокочастотной электронике, а также данным методом затруднительно получить пленки большой толщины с отсутствием примесей.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому, является способ (Заявка № WO 2007027535 (А2)) получения сегнетоэлектрических пленок Ва1-xSrxTiO3 на подложке SiC помощью импульсного осаждения из паровой фазы или с помощью процесса высокочастотного распыления мишени без нагрева подложки, с последующим этапом отжига при температуре выше 650°С. Получение сегнетоэлектрической пленки без нагрева подложки позволяет достигнуть высоких скоростей роста, необходимых в промышленных масштабах, но сильно ухудшает микроструктуру пленки, что снижает диэлектрическую нелинейность и увеличивает потери. Для улучшения микроструктуры пленки в способе используется отжиг при высокой температуре, тем не менее, достигаемые диэлектрические характеристики недостаточны для применения в сверхвысокочастотной технике.

Недостатком известного способа являются большие диэлектрические потери пленок на сверхвысоких частотах и необходимость использования подложки SiC, которая не удовлетворяет требованиям сверхвысокочастотной техники по добротности и допустимой рабочей мощности.

Задачей, решаемой изобретением, является разработка технологии получения сегнетоэлектрической пленки Ва1-xSrxTiO3 высокого структурного качества, с высокой диэлектрической проницаемостью и нелинейностью (зависимостью диэлектрической проницаемости от внешнего электрического поля) при низких диэлектрических потерях.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе получения сегнетоэлектрической пленки Ва1-xSrxTiO3 так же, как и в известном, распыляют мишень состава Ва1-xSrxTiO3, но в отличие от известного способа, в предлагаемом для осаждения используется сапфировая подложка с подслоем платины при температуре 700-900°С с периодическим прерыванием процесса распыления мишени через время, достаточное для создания сплошного сегнетоэлектрического слоя, на время, достаточное для отжига сплошного сегнетоэлектрического слоя. Общая длительность процесса осаждения определяется требуемой толщиной сегнетоэлектрического слоя.

Техническим результатом является высокая диэлектрическая нелинейность сегнетоэлектрической пленки при низких диэлектрических потерях на СВЧ, позволяющая использовать полученные сегнетоэлектрические пленки в сверхвысокочастотной технике.

Изобретение поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлены дифрактограммы сегнетоэлектрической пленки Ва1-xSrxTiO3, полученной с периодическим прерыванием процесса распыления (а), и однослойной пленки, полученной в непрерывном процессе (б), на сапфире с подслоем платины. На фигуре 2 представлены зависимости нормированной емкости и диэлектрических потерь (tan δ) конденсаторных структур на основе пленки, полученной предлагаемым способом, и на основе однослойной пленки от управляющего напряжения, измеренные на частоте 1,5 ГГц.

Рассмотрим пример реализации предлагаемого способа. На первом этапе распыляют мишень состава Ва0,4Sr0,6TiO3 на сапфировую подложку с подслоем платины в атмосфере кислорода при давлении 2 Па и температуре подложки 750°С, создавая сплошной сегнетоэлектрический слой. Диапазон температур подложки ограничен 700°С с одной стороны, что объясняется наличием посторонних полититанатных фаз при меньшей температуре, и 900°С с другой, что объясняется нестехиометрическим переносом компонентов мишени на подложку при более высокой температуре. Длительность этапа распыления составляет 20 минут. На втором этапе процесс распыления мишени прерывается на 10 минут для отжига осажденного слоя сегнетоэлектрической пленки, прочие технологические параметры не изменяются. Затем этапы повторяются несколько раз, для получения необходимой толщины сегнетоэлектрической пленки.

Суть предлагаемого метода состоит в температурном воздействии на очень тонкие слои сегнетоэлектрической пленки непосредственно в процессе напыления, что обеспечивает высокую эффективность температурного воздействия на структуру пленки, по сравнению с традиционным отжигом после формирования всего сегнетоэлектрического слоя.

Из фигуры 1 видно, что пленка, полученная при использовании предлагаемого способа, проявляет преимущественно ориентированную структуру, тогда как однослойная пленка является поликристаллической. Для пленки, полученной предлагаемым способом, наличие рефлекса второго порядка (200) свидетельствует о (h00) преимущественной ориентации, а увеличение суммарной интенсивности пиков (100) и (200) говорит об улучшении ее кристаллического качества, что приводит к увеличению нелинейности и снижению диэлектрических потерь. Из фигуры 2 следует, что конденсаторная структура на основе сегнетоэлектрической пленки, полученной предлагаемым способом, имеет высокую диэлектрическую нелинейность, так как изменяет свою емкость в 5 раз под действием управляющего напряжения 40 В, при этом диэлектрические потери данного конденсатора не превышают 4% в всем интервале управляющих напряжений. Ранее не сообщалось о пятикратном изменении емкости конденсаторов на основе Ba1-xSrxTiO3 сегнетоэлектрических тонких пленок, сохраняющих при этом столь низкие потери на сверхвысоких частотах.

Использование данного метода позволяет получить сегнетоэлектрическую пленку высокого структурного качества без включения полититанатных фаз и с минимальным количеством дефектов за счет отжига тонких слоев пленки, и реализовать рекордную нелинейность конденсаторных структур на ее основе при низких диэлектрических потерях на сверхвысоких частотах.

Способ получения сегнетоэлектрических пленок BaSrTiO путем распыления мишени состава BaSrTiO, отличающийся тем, что в качестве подложки используется подложка сапфира с подслоем платины, а процесс распыления проводится при температуре подложки 700-900°С с периодическим прерыванием распыления мишени через время, достаточное для создания сплошного сегнетоэлектрического слоя, на время, достаточное для отжига сплошного сегнетоэлектрического слоя.
Способ получения сегнетоэлектрических пленок BaSr TiO
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 11 items.
25.08.2017
№217.015.c91b

Способ получения сегнетоэлектрической пленки basrtio

Способ получения сегнетоэлектрической пленки BaSrTiO относится к технологиям получения тонких пленок и может быть использован при получении сегнетоэлектрических пленок BaSrTiO для сверхвысокочастотной техники. На первом этапе на сапфировой подложке формируют сплошной сегнетоэлектрический слой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619365
Дата охранного документа: 15.05.2017
26.08.2017
№217.015.da0c

Микрополосковый свч диплексор

Изобретение может быть использовано в радиоприемных и радиопередающих устройствах систем локации и связи, в том числе в аппаратуре потребителей спутниковых радионавигационных систем Glonass, GPS для разделения сигналов поддиапазонов L1, L2, L3, в пассивных когерентных локационных системах для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623715
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.e2bc

Способ измерения сверхмалых угловых скоростей

Изобретение может быть использовано для измерения сверхмалых угловых скоростей в космическом пространстве. Способ измерения сверхмалых угловых скоростей путем возбуждения встречно-бегущих электромагнитных волн, отражения, детектирования их параметров и расчета величины действующей угловой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626077
Дата охранного документа: 21.07.2017
17.08.2018
№218.016.7c64

Распылительный блок магнетрона для осаждения пленок твердых растворов fetio в диапазоне 0<x<0,6

Изобретение относится к распылительному блоку магнетрона для осаждения пленок твердых растворов FeTiO в диапазоне 0<х<0,6 на поверхности металлов, стекол или керамики. Упомянутый блок содержит мишень и охлаждающую пластину, причем мишень и охлаждающая пластина размещены в реактивной среде,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664009
Дата охранного документа: 14.08.2018
21.03.2019
№219.016.ebc6

Лазерная очистка документов на бумажной основе

Изобретение относится к способам обработки материалов с использованием лазерной техники и может быть использовано для очистки поверхности исторических документов на бумажной основе в процессе реставрации путем воздействия лазерного излучения на его поверхность, при котором из зоны обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682423
Дата охранного документа: 19.03.2019
10.09.2019
№219.017.c982

Распыляемый блок магнетрона для осаждения пленок твердых растворов tiwo

Распыляемый блок магнетрона для осаждения пленок твердых растворов TiWO относится к устройствам, используемым в электронике, оптоэлектронике, архитектуре, автомобилестроении и др. Распыляемый блок магнетрона для осаждения пленки в виде твердого раствора TiWOсо стехиометрическим коэффициентом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699702
Дата охранного документа: 09.09.2019
02.10.2019
№219.017.d054

Способ получения сегнетоэлектрических пленок βаsrtio

Изобретение относится к способу получения сегнетоэлектрической пленки Ba-SrTiO и может быть использовано для мощной сверхвысокочастотной техники. На первом этапе распыляют мишень состава BaSrTiO на подложку карбида кремния в атмосфере кислорода при давлении 2 Па и температуре подложки 700-900°С...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700901
Дата охранного документа: 23.09.2019
09.10.2019
№219.017.d388

Способ вспучивания гидрослюды и устройство для его реализации

Изобретение относится к области производства гидропонных и строительных теплоизолирующих материалов и используется для вспучивания гидрослюд с помощью микроволновой энергии. Способ вспучивания основан на том, что на обрабатываемый материал воздействуют микроволновым излучением при его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702230
Дата охранного документа: 07.10.2019
05.02.2020
№220.017.fde8

Электроакустический ненаправленный преобразователь

Изобретение относится к акустике, к акустическим преобразователям. Электроакустический ненаправленный преобразователь содержит пьезостержень, две одинаковые осесимметричные накладки, выполненные в виде сплошных конусов, соединенных армирующей стяжкой, и герметизирующие прокладки, установленные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712924
Дата охранного документа: 03.02.2020
06.02.2020
№220.017.fffb

Мобильная когерентная радиолокационная система

Мобильная когерентная радиолокационная система (МКРЛС) относится к области радиолокационных систем, в частности к многопозиционным радиолокационным станциям. Достигаемый технический результат - повышение помехозащищенности, обнаружение и оценка координат воздушных объектов, характеризующихся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713219
Дата охранного документа: 04.02.2020
Showing 1-4 of 4 items.
25.08.2017
№217.015.c91b

Способ получения сегнетоэлектрической пленки basrtio

Способ получения сегнетоэлектрической пленки BaSrTiO относится к технологиям получения тонких пленок и может быть использован при получении сегнетоэлектрических пленок BaSrTiO для сверхвысокочастотной техники. На первом этапе на сапфировой подложке формируют сплошной сегнетоэлектрический слой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619365
Дата охранного документа: 15.05.2017
17.03.2019
№219.016.e284

Способ получения сегнетоэлектрических пленок твердых растворов

Изобретение относится к технологии получения тонких пленок для сверхвысокочастотных применений и может быть использовано для выбора оптимальных компонентных составов пленок и срезов монокристаллической подложки для достижения эпитаксиального роста. На первом этапе определяется материал...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682118
Дата охранного документа: 14.03.2019
02.10.2019
№219.017.d054

Способ получения сегнетоэлектрических пленок βаsrtio

Изобретение относится к способу получения сегнетоэлектрической пленки Ba-SrTiO и может быть использовано для мощной сверхвысокочастотной техники. На первом этапе распыляют мишень состава BaSrTiO на подложку карбида кремния в атмосфере кислорода при давлении 2 Па и температуре подложки 700-900°С...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002700901
Дата охранного документа: 23.09.2019
23.05.2020
№220.018.2054

Способ получения мультиферроиков методом пропитки на основе ферромагнитной стекломатрицы

Изобретение относится к технологии получения оксидных стеклообразных композитов - мультиферроиков, сочетающих в себе ферромагнитные и электрические свойства, которые могут быть использованы в области свервысокочастотной электроники. Исходное железосодержащее силикатное стекло в системе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002721609
Дата охранного документа: 21.05.2020
+ добавить свой РИД