Процес нанесення тонких плівок на основі оксиду цинку

Ко р и сн а м о де ль в і дн о си ть ся до га л уз і е ле к т р о н н о го прила добудування і може використовува ти сь для ви го товлення н ап і вп ро ві дн ико ви х та ді е лек три чни х п ок ри ть з ма гні то - та акустоелектронними властивостями, а також прозорих шарів з високою провідністю. П роцеси нане сен ня плі вок на о сно ві окси ду цинк у ши роко застосовуються в оптоелектроніці та при виго товленні пристро їв для мобільного сотового зв'язку. В останній час в зв'язку з розвитком спінтранспортної електроніки виникла потреба в отриманні на базі ZnO феромагні тни х напівпро відників, які мали б також і п'єзоелектричні властивості. Відомий [1] процес виготовлення плівок оксиду цинку шля хом окислення шарів цинку і селеніду цинку. Шари, нанесені на підкладку методом термічного випаровування в вакуумі потім окислюють на повітрі шля хом нагрівання . Таким чином важко залегува ти матеріа л плівок потрібними домішками тому, що легуючі добавки з відмінними від Zn та ZnSe температурами випаровування виділяються під час процесу в окремі фракції. Н айбіль ш близьким за техні чно ю сутні стю, є процес [2] нанесення тонких плівок на основі оксиду цинку, в якому суміш порошків окремих складових у вигляді оксидів або карбонатів цинку, марганцю, заліза, нікелю, кобальту, літію та ін. змішують, спікають, по др ібн юють, з во лож ують , форм ують диск и і з но ву сп ікають при підвищених температура х, а потім розпилюють іонно – плазмовим розпиленням в вакуумній камері. Формовка дисків відбувається шляхом пресування порошків в пресформах під високим тиском, а відпал в умовах температур, більших за 1200°С. Такий процес потребує пресувального обладнання, спеціальних прес форм, високотемпературни х пічок, млинів для мокрого помолу суміші після попереднього відпалу. За таких умов вартість мішеней виявляється дуже високою. Мішені, запропоновані для продажу, діаме тром від 51 до 76мм коштують приблизно від 200 до 450 євр о [3 ]. Крім то го , пр оце с відпа лу з а темп ера тур 12 00 °С і ви ще перево ди ть всі легуючі компонен ти в окисли ві дповідни х е лемен ті в і робить неможливим (в разі потреби) легування плівки елементами, які заміщують кисень і спочатку могли бути в складі суміші порошків. Так, в окреми х випа дка х ле гування Сl , Ft, які ді ють як до норні домі шки , необхідне для збільшення провідності плівок ZnO. Тому актуальним є завдання спрощення та здешевлення процесу нанесення плівок ZnO методом іонно плазмового розпилення шляхом здешевлення процесу виготовлення мішені з одночасним розширенням технологічних можливостей. Таке завдання розв'язується тим, що на відміну від відомого, в з а пропо но ваном у пр оце сі нане сення тонки х п лі вок на о сно ві оксиду цинк у, при ви го товленні мі шені до складу сумі ші вво дя ть гало ге нн у сполуку (хлорид, фторид) елемента(-ів) з атомним(-ми) номером(-ами) 3, 13, 25, 26, 27, 28, 29, 30 в кількості 2ат.%, а відпал проводять при температурі Т1 за умови Т2