способ получения изделий из поликристаллического алмаза

Формула изобретения

Способ получения изделия из поликристаллического алмаза, включающий подготовку подложки, выращивание на подложке алмазной пленки из смеси метана и водорода в разряде и отделение ее от подложки в виде готового изделия, отличающийся тем, что подготовку подложки осуществляют прорезанием на ней канавок с образованием площадки, соответствующей конфигурации готового изделия, при этом канавки выполняют шириной, составляющей удвоенную толщину пленки готового изделия, и глубиной, превышающей ширину.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии получения изделий из поликристаллического алмаза, получаемого из смеси метана и водорода в плазме разряда. При этом чем больше размеры получаемой алмазной пленки, тем большее количество изделий может быть получено в результате проведения процесса и разрезания поликристаллического алмаза на готовые изделия.

Известен способ получения изделий из поликристаллического алмаза, включающий выращивание пленки большой площади на подложке в СВЧ-разряде (US № 5954882, М. Кл. С23С 16/00, опубл. 1999 г.). В известном способе СВЧ-разряд возбуждают в эллипсоидном резонаторе, в области одного из фокусов которого располагается реакционная камера с подложкой и подложкодержателем. После нанесения алмазной пленки ее необходимо разрезать на изделия требуемой конфигурации, например, с помощью лазерной технологии.

Известно предварительное нанесение канавок на подложки до нанесения на нее полупроводниковой тонкой пленки, что позволяет получать готовые изделия путем разламывания подложки с пленкой по канавкам (Берри Р. Тонкопленочная технология, М.: Энергия, 1972, с.319). Использование данного способа для получения поликристаллического алмаза без мер по предотвращению напыления алмаза в канавках также приводит к необходимости дорогостоящей финишной обработки по удалению алмазной пленки с излишне покрытых поверхностей.

Известен способ получения изделий из поликристаллического алмаза, включающий подготовку подложки, выращивание на подложке алмазных конкреций из смеси метана и водорода в разряде и отделение их от подложки в виде готового изделия (WO 2007045479 A, МПК С23С 16/27, 26.04.2007, реферат, формула, описание [0028], [0037], [0060]. Согласно этому способу алмазную пленку наносят на подложку сферической формы, и в процессе изготовления алмазных изделий подложкодержатель непрерывно вращается для получения пленки равномерной толщины. Данным способом можно получать только алмазные сферы с ограничением по диаметру до 0,3-10 мм с шероховатостью 400 нм, а для удаления (например, вытравливания) подложки пленку в определенном месте необходимо разрушить.

Ближайшим прототипом изобретения является способ получения изделия из поликристаллического алмаза, включающий подготовку подложки, выращивание на подложке алмазной пленки из смеси метана и водорода в разряде и отделение ее от подложки в виде готового изделия (ЕР 0520832, В1, М. Кл. С23С 16/26, С23С 16/50, H01Q 19/00, опубл. 1992 г.). В реакционной камере располагается подложка на подложкодержателе и с помощью системы напуска и откачки газа поддерживается необходимое давление газовой смеси. СВЧ-разряд зажигается сформированным волновым пучком в его фокальной области, располагающейся над подложкой. Способ позволяет получать алмазные пленки с поперечными размерами около 70 мм. При использовании известного способа для получения изделий требуемой формы необходимо разрезать поликристаллический алмаз лазерным лучом. Лазерная резка осуществляется с использованием дорогостоящего оборудования, при этом велика вероятность брака (трещины, сколы и т.д.), что ведет к высокой стоимости изделий.

Изобретением решается техническая задача повышения производительности процесса получения изделий из поликристаллического алмаза.

Технический результат от использования изобретения заключается в упрощении и удешевлении получения готовых изделий из поликристаллического алмаза.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения изделия из поликристаллического алмаза, включающем подготовку подложки, выращивание на подложке алмазной пленки из смеси метана и водорода в разряде и отделение ее от подложки в виде готового изделия, подготовку подложки осуществляют прорезанием на ней канавок с образованием площадки, соответствующей конфигурации готового изделия, при этом канавки выполняют шириной, составляющей удвоенную толщину пленки готового изделия, и глубиной, превышающей ширину.

Способ осуществляют следующим образом. В подложке прорезают (например, протравливают) канавки заданной конфигурации с образованием площадок, соответствующих конфигурации готовых изделий, в атмосфере смеси метана и водорода производят выращивание поликристаллической алмазной пленки на поверхности подложки в разряде и отделяют изделия от подложки, например, травлением.

Выполнение канавок шириной, равной удвоенной толщине пленки готового изделия, позволяет без остановки процесса визуально фиксировать момент готовности изделия.

Во избежание напыления алмаза на дно канавок их глубина должна превышать ширину. Для создания плазмы разряда может быть использован любой известный тип разряда, например дуговой, искровой, СВЧ-разряд и другие.

Поскольку в канавках пленка алмаза отсутствует, а площадкам между канавками были изначально приданы форма и размеры готовых изделий, удаление подложки приводит к получению готовых изделий без использования каких-либо режущих инструментов и позволяет использовать один и тот же подложкодержатель при любой конфигурации готовых изделий. Отсутствие надобности в алмазной резке или в изготовлении нового подложкодержателя каждый раз при изменении конфигурации готовых изделий существенно упрощает и снижает стоимость производства изделий из поликристаллического алмаза и позволяет повысить производительность процесса.