Способ образования профилированных отверстий в образцах монокристаллов

ОП КСАН ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическимиРеспублик(43) Опубликовано 05,0 осударственныи комитеСовета Министров СССРпо делам иэооретенийи открытий 8,Бюллетень(45) Дата опубликования описания ЪБ.07.7(71) Заявител СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ ОТВЕРСТИ В ОБРАЗЦАХ МОНОКРИСТАЛЛОВ 2 Изобретение относится к способу получения отверстий сложных профилей на изделиях из монокристаллов, преимущественно окислов металлов, и может быть использовано в электронной и радиопромышленности при обработке, например, подложек из лейкосапфира, поликора и материалов из окислов других металлов, предназначенных для изготовления СВЧ-схем и т. и.Известен способ образования профилированных отверстий в сверхтвердых материалах и минералах путем ультразвуковой обработки с использованием вибрирующего рельефного инструмента 1. При этом в процессе механического воздействия по краям отверстий возникают микротрещины и сколы, а производительность обработки весьма низкая. Известен также способ образования профилированных отверстий в алмазе, рубине, сапфире и других прозрачных материалах при помощи сфокусированного излучения путем их локального нагрева до температуры испарения 2. В этом случае после обработки в отверстиях образуется дефектный слой, для удаления которого требуется использование химико-термической обработки, что усложняет технологию. Кроме того, при этом возникают большие трудности получать отверстия больших размеров и сложного профиля.Наиболее близким техническим решениемк изобретению является способ образования профилированных отверстий в образцах монокристаллов, например алмазов, путем нагревания образца и введения в контакт с ним нагретого металлического формообразователя 3.1 о Недостатком известного способа является низкая производительность обработки, получение некачественного профиля отверстий и применение для реализации этого способа сложного оборудования.Целью изобретения является улучшение 15качества поверхности и упрощение процесса обработки.Для этого в способе образования профилированных отверстий в образцах монокристаллов, преимугцественно из окиси метал Олов, включающем нагревание образца и введение в контакт с ним нагретого металлического формообразователя, на поверхности формообразователя перед его контактом с образцом монокристалла выполняют сквоз 25 ные отверстия заданного профиля, помсСоставитель В. ШлиоискийТехред О. Луговая Корректор Н. Тупица Тираж 683 Подписное Редактор И. КвачадзеЗаказ 4187(16 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретен ий и открытий3035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4,5 Филиал ППГ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4шают в них углерод, а нагревание образца и форм ообразователя проводят совместно в вакууме или инертной среде до температуры на 10 - 100 С ниже температуры плавления образца с последующей выдержкой в указанном режиме в течение времени, достаточного для образования отверстий, кроме того, формообразователь перед введением в контакт с образцом карбидизируют.Способ осуществляют следующим образом.Рабочую поверхность исходного образца покрывают формообразователем, представляющим собой пластинку из тугоплавкого металла (вольфрама, молибдена и т. и.) с профилированными отверстиями требуемой формы. С целью исключения взаимодействия углерода с материалом формообразователя в процессе высокотемпературного образования отверстий в подложке формообразователь подвергают предварительной карбидизации, что повышает эффективность протекания реакции взаимодействия между окислом металла и углеродом. Карбидизацию проводят путем нагревания его в контакте с графитом в вакууме или инертной среде до температуры, соответствующей наибольшей скорости образования карбидов данного металла. В профилированные отверстия формообразователя помешают необходимое для реакции количество графита. Подложку вместе с формообразователем помещают в камеру, снабженную системой откачки и нагревателем с экранами. Внутри камеры создают вакуум или инертную среду и проводят нагрев до температуры на 10 в 100 С ниже температуры плавления материала образца. Затем проводят выдержку при этой температуре. Время выдержки зависит от толщины обрабатываемого изделия и температуры в камере. Чем выше температура и меньше толщина изделия, тем меньше время выдержки.Пример. Формообразователь с профилированным отверстием накладывали на подложку из лейкосапфира толщиной 1 мм. В отверстия формообразователя помешали необходимое для реакции количество (40 - 100 мг) графита таким образом, чтобы сушествовал непосредственный контакт графита с лейкосапфиром. Подложку вместе с формообразователем помешали в камеру, снабженную системой откачки и вольфрамовым нагревателем с экранами из вольфрама и молибдена. Проводили откачку до 25 30 35 40 45 50 давления 10 4 - 105 мм рт. ст. и повышали температуру в камере до 1950 С. Систему выдерживали при этой температуре 3 час. Полученные в подложке из лейкосапфира отверстия повторяли форму формообразователя.Преимущества предложенного способа состоят в том, что он позволяет улучшить качество поверхности получаемых отверстий. Образованные отверстия повторяют по профилю форму формообразователя и не имеют микротрещин и сколов на краях, что подтверждается актом микроисследований. Способ позволяет также значительно упростить процесс образования отверстий за счет того, что он не требует сложного аппаратур- ного оформления процесса (требуется только вакуумная печь). Кроме того, предложенный способ обеспечивает высокую производительность, так как количество одновременно обрабатываемых изделий определяется только размерами вакуумной камеры. формула изобретения1. Способ образования профилированных отверстий в образцах монокристаллов, преимущественно окислов металлов, включающий нагревание образца и введение в контакт с ним нагретого металлического формообразователя, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности отверстий и упрощения процесса обработки, на поверхности формообразователя перед его контактом с образцом монокристалла выолняк 1 тся сквозные отверстия заданного профиля, помешают в них углерод, а нагревание образца и формообразователя производят совместно в вакууме или инертной среде до температуры на 10 - 100 ниже температуры плавления образца с последуюшсй выдержкой в указанном режиме в течение времени, достаточного для образования отверстия.2. Способ по и. 1, отлииаюиийся тсм, что, с целью ускорения процесса за счет исключения взаимодействия формообразователя с углеродом, последний перед введением в контакт с образцом карбидизируют.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР313698, кл, В 28 Р 1/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССР303844, кл. В 28 Р 5/02, 1969.3. Патент ФРГ1013540, кл, 67 а; 21, 1958.