СПОСОБ ГАЗОФАЗНОГО ХИМИЧЕСКОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ ОКСИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК H01L21/306 

Описание патента на изобретение RU2075795C1

Изобретение относится к способам химической обработки оксидных материалов и может быть использовано для изготовления прецизионных изделий, вытравливания отверстий различного профиля, рельефного травления поверхности и изготовления изделий сложного профиля из корундовых материалов.

Известен способ газофазного химического фрезерования жаростойких оксидных материалов (Al2O3, SiO2, MgO, Al2MgO4), отличающийся тем, что маскирующий элемент, предварительно выполненный из материала, температура плавления которого выше 1500oC, но ниже чем у фрезеруемого материала, например титана, вольфрама, циркония или гафния, плотно накладывают на фрезеруемый материал и нагревают полученную таким образом сборку до температуры в диапазоне от 1500oC до точки плавления материала маскирующего элемента. Нагрев осуществляют в инертной газовой среде, содержащей водород, в течение времени, достаточного для химического воздействия на участок поверхности фрезеруемого материала, расположенного под маскирующим элементом [1]
Недостатками данного способа являются недостаточно высокая прецизионность из-за высокой температуры проведения процесса и низкая скорость пресса.

Известен способ термохимической обработки корундовых материалов при 1000 1300oC в потоке продуктов разложения соединений фтора, в котором с целью увеличения скорости травления в качестве соединения фтора используют фтористый кадмий [2]
Использование соединений фтора позволило снизить температуру процесса, а следовательно, увеличить прецизионность, однако при использовании фтористого кадмия не обеспечивается сохранение электрофизических параметров.

Наиболее близким техническим решением является способ химического фрезерования заготовок из корунда, включающий экранировку необрабатываемой части заготовки в рабочую зону графитовой печи и термообработку при температуре 1900oC, в вакууме 5•10-1 при непрерывном откачивании газов [3]
Недостатком данного технического решения является недостаточная прецизионность из-за высокой температуры проведения процесса и изменение электрофизических свойств за счет насыщения заготовок углеродом.

Техническим результатом изобретения является повышение прецизионности травления за счет снижения температуры процесса при сохранении электрофизических параметров материала.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе газофазного химического фрезерования оксидных материалов (Al2O3, SiO2, MgO, Al2MgO4) и др. включающем локальное экранирование материала заготовки и термообработку в вакууме, в контейнере, по крайней мере частично выполненном из углерода, при непрерывном откачивании газов заготовку в контейнере размещают так, чтобы расстояние поверхности заготовки, подвергаемой травлению, от поверхности графита было равно 2 20 мм, термообработку проводят в две стадии, причем первую стадию осуществляют при 1200 1800oC и вакууме, равном 1,33•10-1 1,33•101 Па, а вторую стадию осуществляют вне контейнера при температуре от 1300oC до температуры плавления материала заготовки, в атмосфере, содержащей кислород в количестве не менее 5% объема, в течение 0,05 48 часов.

Размещение заготовки в контейнере предлагаемым образом обеспечивает получение максимальной скорости и равномерности травления. Проведение термообработки в две стадии позволяет на первой стадии получить необходимый профиль заготовки, а на второй стадии восстановить электрофизические параметры за счет восстановления химического состава заготовки.

Ограничение температуры проведения первой стадии термообработки обеспечивает оптимальную скорость фрезерования.

Повышение вакуума и предлагаемые его пределы по сравнению в прототипом позволяют снизить температуру процесса и увеличить время травления и тем самым повысить прецизионность.

Проведение второй стадии вне контейнера при температуре от 1300oC до температуры плавления материала в атмосфере, содержащей кислород, позволяет сохранить контейнер для последующего использования. При этом температура второй стадии процесса снизу ограничена условиями восстановления состава заготовки и его скоростью, а сверху условиями сохранения целостности подложки.

Содержание кислорода ограничено существенным увеличением времени проведения процесса.

Пример.

Берут подложку из поликора (Al2O3, изготавливают на ней экранирующую маску путем напыления Mo 3 мкм с последующей фотолитографией. Затем размещают заготовку в кассету из (Mo) молибдена с крышкой из графита. Расстояние от заготовки до крышки берут равным 5 мм и помещают кассету в печь, например для выращивания кристаллов ВК-1 или ВК-2, и проводят термообработку при температуре 1400oC и вакууме 1,33 Па (первая стадия термообработки). Далее извлекают заготовку, стравливают маску из молибдена в царской водке при температуре 70 80oC и отжигают в муфельной печи на воздухе (28% O2) при температуре 1500oC в течение 5 часов. После чего извлекают заготовку из муфельной печи.

Использование данного способа позволит повысить прецизионность изготовления деталей при сохранении стехиометрического состава заготовки, а значит, электрофизических свойств материала заготовки.

Похожие патенты RU2075795C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ 1993
  • Зусайлов Ю.Н.
RU2068390C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ МАГНИТОМЯГКОГО ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА 1997
  • Савкин Г.Г.
  • Оленина Э.Л.
  • Май-Чан Н.И.
RU2135632C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИЦИЙ 1999
  • Маскаев А.С.
  • Шмелев С.Е.
  • Дьяков Е.К.
  • Старшинов В.И.
RU2158973C2
МЕТАЛЛОПОРИСТЫЙ КАТОД И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2000
  • Крылов А.В.
  • Смирнов В.А.
RU2172997C1
МЕТАЛЛОПОРИСТЫЙ КАТОД 1993
  • Смирнов В.А.
  • Красницкая И.Е.
RU2066892C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАБЛЕТИРОВАННОГО МОДЕЛЬНОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА УРАНА 2014
  • Выбыванец Валерий Иванович
  • Гонтарь Александр Степанович
  • Емельяненко Владимир Валерьевич
  • Ракитская Елена Михайловна
RU2568813C1
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ ОТ ОКИСЛЕНИЯ 1991
  • Молев Г.В.
  • Зотов Ю.П.
  • Тиунов А.И.
  • Федулаева Н.Б.
  • Спиридонов В.Б.
  • Лубнин Е.Н.
  • Рожков И.Н.
  • Мирзабекянц Н.С.
RU2032763C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ 2003
  • Викулин В.В.
  • Курская И.Н.
  • Рудыкина В.Н.
RU2239613C1
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ БЕЗДИСЛОКАЦИОННЫХ ПЛАСТИН КРЕМНИЯ 2007
  • Меженный Михаил Валерьевич
  • Мильвидский Михаил Григорьевич
  • Резник Владимир Яковлевич
RU2344210C1
КОВКИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ И ПРОВОЛОКА ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СПЛАВА 1992
  • Прабхат Кумар[Us]
  • Чарльз Эдвард Мошейм[Us]
RU2103408C1

Реферат патента 1997 года СПОСОБ ГАЗОФАЗНОГО ХИМИЧЕСКОГО ФРЕЗЕРОВАНИЯ ОКСИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к термохимической обработке материалов. Изобретение позволит повысить прецизионность изготовления деталей при сохранении электрофизических свойств материала. Сущность изобретения: проводят процесс термообработки в две стадии. Первая проводится в кассете, содержащей графит, расположенный на расстоянии 2 - 20 мм от заготовки и при температуре 1200 - 1800oC и вакууме 1•10-3 - 1•10-1 мм рт. ст. Вторая стадия проводится в атмосфере, содержащей кислород в количестве, более или равном 5% объема, и при температуре от 1300oC до температуры плавления материала заготовки.

Формула изобретения RU 2 075 795 C1

Способ газофазного химического фрезерования оксидных материалов, включающий локальное экранирование материала заготовки и термообработку в вакууме, в контейнере по крайней мере частично, выполненном из углерода, при непрерывном откачивании газов, отличающийся тем, что заготовку в контейнере размещают так, чтобы расстояние поверхности заготовки, подвергаемой травлению, от поверхности графита было равно 2 oC 20 мм, термообработку проводят в две стадии, причем первую стадию осуществляют при 1200 1800oС и вакууме, равном 1,33 х 10-1 1,33 х 101 Па, а вторую стадию осуществляют вне контейнера при от 1300oС до температуры плавления материала заготовки, в атмосфере содержащей кислород в количестве не менее 5% объема, в течение 0,05 oC 48 ч.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2075795C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Способ термохимической обработки корундовых материалов 1974
  • Батыгин Виталий Николаевич
  • Куликов Владимир Иванович
  • Куликова Светлана Васильевна
  • Рыбкин Владимир Николаевич
SU524769A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КОРУНДА 0
SU182705A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 075 795 C1

Авторы

Иовдальский В.А.

Рыбкин В.Н.

Даты

1997-03-20Публикация

1992-12-31Подача