Спросить
Войти
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФРАКЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГИБКИХ МДС С НАНОМЕТРОВЫМ ПРОВОДЯЩИМ ПОКРЫТИЕМ
INVESTIGATION OF DIFFRACTION CHARACTERISTICS OF FLEXIBLE MDS WITH A NANOMETER CONDUCTIVE COATING
УДК 537.86.029
Иванов Роман Андреевич, магистрант, 1 курс, факультет «Радиофизика» КФУ, Физико-технический институт, Россия, Республика Крым, г. Симферополь
Морозов Святослав Игоревич, магистрант, 1 курс, факультет «Радиофизика», КФУ, Физико-технический институт, Россия, Республика Крым, г. Симферополь
Ivanov Roman Andreevich, e-mail: madara-09@bk.ru Morozov Svyatoslav Igorevich
Аннотация
Статья посвящена исследованию дифракционных характеристик гибких металлодиэлектрических структур с нанометровым проводящим покрытием. Проведены сравнительные измерения дифракционных характеристик на частотах 3 ГГц, 10 ГГц, 12 ГГц, при толщинах 1-20 нм. с диэлектрической подложкой из лавсана. Результаты исследований показали способность эффективного взаимодействия металлодиэлектрических структур с СВЧ электромагнитным полем. Так же был проведен анализ полученных экспериментальных данных.
Annotation
The article is devoted to the study of diffraction characteristics of flexible metal-dielectric structures with a nanometer conductive coating. Comparative measurements of diffraction characteristics at frequencies of 3 GHz, 10 GHz, 12 GHz, at thicknesses of 1-20 nm were made. with a dielectric substrate made of Dacron. The results of research have shown the ability of effective interaction of metal-dielectric structures with the microwave electromagnetic field. The obtained experimental data were also analyzed.
При конструировании современной радиоэлектронной аппаратуры используются новые разработки в области микроэлектроники и нанотехнологии. Тонкопленочные элементы применяются не только в гибридных, но и в полупроводниковых микросхемах СВЧ диапазона. В кремниевых больших интегральных схемах используются резистивные слои поликристаллического кремния. В СВЧ диапазоне также используются тонкопленочные конденсаторы с емкостями порядка десятых долей пикофарады [1, 3]. В этом же диапазоне находят применение гребенчатая структура конденсатора, плоские прямоугольные или круглые пленочные индуктивные элементы [5].
В настоящее время вся обработка информации осуществляется в интегральных микросхемах (ИМС), которые в основном изготавливаются по планарной (пленочной) технологии. Основными элементами ИМС, кроме корпуса и выводов, являются подложка, на которой располагаются активные приборы (транзисторы и т.д.), изолирующие пленки и проводящие пленки для
электрического! соединения! »активных элементов. При нанометровой технологии соединительные (проводящие) элементы располагают не на кристалле (чипе), а отдельными слоями над подложкой, разделенных изолирующими диэлектрическими слоями. В современных микросхемах таких проводящих слоев может быть 10 и более.
С учетом роли проводящих пленок в работе современных микросхем необходимо уделять особое внимание к физическим свойствам проводящих пленок. Проводящие пленки являются основой контактных площадок и соединительных слоев для активных элементов на подложке.
Получение, использование и изучение стойкости тонких пленок к СВЧ-полям до сих пор является важнейшим вопросом, т.к. это определяет надежную работу микросхем и электронной аппаратуры в целом. Таким образом, изучение дифракционных характеристик металлодиэлектрических структур (МДС) с нанометровым проводящим покрытием является актуальным вопросом.
Целью исследования являлись дифракционные характеристики представляющие собой оптические коэффициенты прохождения (Т), отражения и поглощения
Объектом исследования являлись металлодиэлектрические структуры на гибких подложках. В качестве подложки использовался полиэтилентерефталат, с нанесенным слоем алюминия.
Измерения проводились на частотах 3, 10, 12 ГГц, площадь образцов составляла 15^15 мм, для 3 ГГц и 5х5 для 10 ГГц и 12 ГГц. МДС были полученны методом ионного напыления [2, 4, 6]. Исследуемые образцы устанавливались посредине волновода перпендикулярно его оси.
Научно-образовательный журнал для студентов и преподавателей №10/2020
КХШИ, п
-3 ГГц —10 ГГц —А—12 ГГц
Рисунок 1. Зависимость от толщины напыления коэффициентов: а - прохождения; б - отражения; в - поглощения.
Результаты показали (рис. 1) что с увеличением толщины проводящего покрытия растет мощность отраженной волны, а при достаточно малой толщине проводящего слоя мощность отраженной волны практически нулевая. Учитывая коэффициенты прохождения и отражения была получена
зависимость IкоэффициентЛпоглощения от толщины проводящего слоя (рис. 1, в). Данная зависимость показала что, при толщине 5 нм значительно возрастает поглощение и достигает своего максимума при толщине проводящей пленки 7 нм. Дальнейшее увеличение толщины проводящего слоя ведет к спаду коэффициента поглощения.
В данной работе приводятся результаты исследований дифракционных характеристик металлических пленок на гибких подложках в СВЧ диапазоне. Полученные структуры показали способность эффективного взаимодействия с электромагнитным полем, а именно при достижении определенной толщины напыления поглощенная мощность может иметь аномальный характер и выделяться из стандартной закономерности. Полученные результаты могут быть применены в разработке инновационных пленочных структур, предназначенных для защиты радиоэлектронного оборудования, приборов от электромагнитного излучения.
Literature
