Пьезоэлектрический материал
ОП ИСАНИЕ
И 3 О Б P E Т.Е Н И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистическик
Республик (uj992485 (6!) Дополнительное к авт. саид-ву—
Р М g< з (22) Заявлено 20.07. Sl (2!) 3323576/29-33
D с присоединением заявки М
С 04 В 35/00
Государственный комитет. СССР но делан изобретений н открытий (23) Приоритет Э
Опубликовано 3001.83. Бюллетень Но 4
Дата опубликования описания 30. Ol 83 (53) УДК666. 655 (088. 8) О.А. Сиворонов, Г.И. Брайко, Н. и A.È. Якшин (72} Авторы изобретения (7! ) Заявитель (5 4) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Изобретение относится к акустической технике и может быть использовано в частности при изготовлении тонкопленочных пьезоэлектрических 5 преобразователей поверхностных акустических волн (ПАВ) .
Известны материалы для изготовления тонких пьезоэлектрических пленок на основе соединений А В (1) . !
О
Недостатком тонкопленочных слоев этих материалов является невысокая стабильность параметров осаждаемых .пленок, а также трудность получения высокоориентированных структур с малыми размерами зерен, что приводит к снижению эффективности преобразования ПАВ с повышением рабочих частот.
Паиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пьезоэлектрический материал на основе окиси цинка (2).
Недостатком известного материала :,является большой размер зерна (более
100 нм) в планках, полученных методом высокочастотного ионноплазменного распыления при температурах подложки выше 200о С f 3), что не обеспечивает высокой эффективности преобразования на ВЧ, а также воспроиз- 30 водимости получения стабильных скоростей распространения ПАВ в пленке.
Цель изобретения — улучшение стабильности скорости распространения поверхностей акустической волны и эффективности преобразования за счет снижения потерь.
Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический материал для тонкопленочных акустических устройств, содержащий оксид цинка, дополнительно содержит аморфный бор при следующем соотношении компонентов, мас.Ф
Оксид цинка 90-99,99
Аморфный бор 0,01-10
Введение бора препятствует росту зерна в процессе образования пленки, а сосредоточение атомов бора по границам зерен в осажденной пленке способствует стабилизации ее структуры.
Пример 1. Оптимальное соотнсшение компонентов, мас.Ъ:
Окись цинка 98,8
Аморфный бор 1,2
Порошкообразные аморфный бор и окись цинка тщательно перемешиваются в холцедоновых барабанах на плакетарно-шаровой мельнице в среде этилового спирта. Весовое соотношение компонентов при помоле подбирается
992485
Удельное электро- Стабильность сопротивлеиие, скорости, IIAB
Ом см
Состав, вес !
Величина потерь на частотах, дб
2пО, В
15 35 86
МГЦ ИГЦ МГЦ
Предлагаемый
99,99 0,01
4 10 -4;10
2:10 "10
6 .Д
5.. 10 -8;10
1,5
42 о
98,8 1,2
90 10
1,0
44
Прототип
2 10
34 50
Формула изобретения
ВНИИПИ Заказ 361/27 Тираж 620 Подписное.Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 из расчета 1 мл этилового спирта на
1 r порошка. Время помола 5-6 ч. Полученную смесь сушат в термошкафу при 10545 Ñ до полного удаления спирта и протирают через сито 40 мкм для разрушения конгломеритов. Гото- 5 вая порошкообразная смесь должна иметь удельную поверхность не менее
r5000 смз./r.
Пример 2. Максимальное содержание компонентов вес.З: 10
Окись цинка 90
Аморфный бор 10
Технология получения материала аналогична примеру 1.
Предлагаемый состав позволяет по" лучать на сапфировых и стеклянных подложках методом ВЧ-ионноплазменного распыления пьезоэлектрические Э5 пленки со следующимй характеристикамиь
Угол разориентации оси С текстуры (0001) Менее 2е
Размер зерна в пленке при температурах, 46 подложки при осаждении более 200 С Менее 50 нм
Стабильность воспроизводимости скорости распространения ПАВ Не хуже 2,2% 45
Удельное электросопротивление пленок . 4 ° 10 +8
108 Ом см
Преимущество пьезоэлектрического материала заключается в том, что он позволяет получать текстурированные мелкозернистые пьезоэлектрические пленки для преобразователей IIAB co значительно большей стабильностью скорости распространения ПАВ и эффективности преобразования IIAB на различных частотах.
Пьезоэлектрический материал для 6О тонкопленочных акустических устройств
Пример 3. Минимальное содержание компонентов, вес, Ъ:
Окись цинка 99,99
Аморфный бор 0,01
Технология получения материала аналогична примеру 1.
Полученные материалы в виде спиртовой суспензии наносйт на мишеньподложку из керамики ВК94-1 и распыляют методом ионноплазменного распыления.
В таблице приведены свойства полученного материала в зависимости от состава, содержащий оксид цинка, о т л и ч а ю щ и и с s, тем, что, с целью улучшения стабильности скорости распространения поверхностей акустической волны и эффективности преобразования эа счет снижения потерь, он дополнительно содержит аморфный бор при следующем соотношении компонентов, мас. Ъ!
Оксид цинка 90-99,99
Аморфный бор 0,01-10
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Паэерно И.II., Высоцкий Ю.А.
Анализ перспектив использования в микроэлектронике пьезоэлектрических пленок соединений AÐ B - в сб. Конструктивно-технологические проб. лемы микроминиатюризации радиоэлектронной аппратуры, Л., 1977, с. 17-20.
2. Хикерпелл Ф. Преобразователи поверхностных волн на тонких пленках окиси цинка. ТИИЭР; 1976, т. 64, Р 5, с. 70 {прототип} .
3. Мочалов Б.Ф., Стрельцова Н.Н., Шермегор Т.Д. Получение пьезоэлектрических пленок БпО методами ионноплазменного распыления.- Электронная техника. Сер. 6 Материалы, 1979, вып. 11, с. 127-128.
