RU2812450C1 - Устройство для механического текстурирования поверхности подложек - Google Patents
Устройство для механического текстурирования поверхности подложек Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812450C1 RU2812450C1 RU2023114695A RU2023114695A RU2812450C1 RU 2812450 C1 RU2812450 C1 RU 2812450C1 RU 2023114695 A RU2023114695 A RU 2023114695A RU 2023114695 A RU2023114695 A RU 2023114695A RU 2812450 C1 RU2812450 C1 RU 2812450C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- holder
- base
- carriage
- lever
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- 230000005350 ferromagnetic resonance Effects 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000000333 X-ray scattering Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области технологии микроструктур и предназначено для формирования квазипериодической текстуры на поверхности подложек. Устройство содержит основание и держатель подложки. Основание выполнено с пазом для размещения в нем абразивного материала. На основании установлены стойки с закрепленными направляющими для обеспечения поступательного перемещения держателя с подложкой. Устройство снабжено кареткой, связанной с держателем подложки посредством карданова подвеса, состоящего из рычага и рамки, соединенных сопряжением цапфа – призма, и предназначенного для передачи прижимного усилия от пружины, установленной в отверстии каретки, на держатель с подложкой. Снижаются массогабаритные характеристики и техническая сложность устройства, обеспечивается текстурирование поверхности подложки из любого применяемого материала. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области технологии микроструктур и предназначено для формирования квазипериодической текстуры на поверхности подложек.
Известен метод ионно-лучевой эрозии и устройство ионной имплантации [A.Biermanns, U.Pietsch, J.Grenzer, A.Hanisch, S.Fecsko, G.Carbone, T.H. Metzger. X-ray scattering and diffraction from ion beam induced ripples in crystalline silicon // Journal of Applied Physics. – 2008. –Vol. 4, №4. – p. 5]. Устройство предназначено для структурной модификации поверхности подложек путем облучения поверхности подложки лучом ионов Xe+, обладающих кинетической энергией от 5 до 35 кэВ. Угол падения ионного луча по отношению к нормали к плоскости подложки устанавливают в пределах от 65° до 70°. Изменяя кинетическую энергию ионов и угол падения луча, получают подложки с квазипериодической волнистой поверхностью (текстурой) с периодом в диапазоне от 40 до 180 нм.
Недостатками известного устройства ионной имплантации являются высокие массогабаритные характеристики, стоимость и техническая сложность.
Известен метод создания квазипериодической текстуры на поверхности сапфировой подложки путем высокотемпературного отжига [X.Xu, L.Jin, T.Wen, Y.Liao, X.Tang, H.Zhang, Z.Zhong. Effects of substrate annealing on uniaxial magnetic anisotropy and ferromagnetic resonance frequency of Ni80Fe20 films deposited on self-organized periodically sapphire substrates // Vacuum. – 2021. – Vol. 186. – p. 14]. Периодичность и глубина текстуры на поверхности подложки зависят от времени отжига и изменяются в пределах 180–100 нм и 25–10 нм соответственно при отжиге длительностью от 2 до 10 ч.
К недостаткам известного метода относится ограничение применимости метода только для сапфировых подложек.
Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков является автоматизированный координатограф [Беляев Б.А., Казаков А.В., Лексиков А.А., Макиевский И.Я. Установка для изготовления рисунком металлических полосок микрополосковых СВЧ-устройств // Приборы и техника эксперимент. – 1998. – №1. – С.167–168 (прототип)], содержащий электронный блок управления и управляемый координатограф. Координатограф содержит управляемый координатный столик, на котором размещается подложка и алмазный резец, закрепляемый на электромеханической системе автоматизированного позиционирования. Формирование периодической структуры на поверхности подложки выполняют путем нанесения параллельных канавок алмазным резцом. Глубину текстуры регулируют силой нажима алмазного резца на поверхность подложки. Значения периодичности, множество которых ограничено снизу величиной 5 мкм, задают в блоке управления.
Существенными недостатками устройства-прототипа являются высокие массогабаритные характеристики и техническая сложность.
Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение массогабаритных характеристик и технической сложности устройства для текстурирования поверхности подложек, изготовленных из произвольных применяемых материалов.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что устройство для механического текстурирования поверхности подложек содержит основание и держатель подложки, новым является то, что на основании, выполненном с пазом для размещения в нем абразивного материала, установлены стойки с закрепленными направляющими для обеспечения поступательного перемещения держателя с подложкой, при этом устройство снабжено кареткой, связанной с держателем подложки посредством карданова подвеса, состоящего из рычага и рамки, соединенных сопряжением цапфа – призма, и предназначенного для передачи прижимного усилия от пружины, установленной в отверстии каретки, на держатель с подложкой.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается более простым методом формирования квазипериодической текстуры на поверхности подложки. Существенным отличием является то, что текстура на поверхности подложки образуется при трении подложки об абразивный материал, при поступательном движении держателя с подложкой.
Вторым существенным отличием является то, что держатель с подложкой в процессе текстурирования прижимается к абразивному материалу с помощью пружины. Воздействие от пружины передается на держатель посредством карданова подвеса, образованного рычагом и рамкой. Рычаг, рамка и держатель подложки соединены сопряжением цапфа – призма, исключающим люфты при приложении рабочего усилия и легко разъединяющимися для переналадки и замены держателя.
Данное изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен чертеж аксонометрической проекции заявляемого устройства. На фиг. 2 приведен чертеж с разнесенными частями. На фиг. 3 приведены зависимости магнитных характеристик от продольной координаты для двух пленок, осажденных на различные подложки: с текстурированной поверхностью и с поверхностью без текстуры.
Устройство для механического текстурирования поверхности подложки содержит (фиг. 1) основание (1), в паз на котором помещен абразивный материал (2). На основании (1) устройства установлены фигурные стойки (3), с закрепленными цилиндрическими направляющими (4). На цилиндрические направляющие (4) с помощью системы подшипников (5) опирается каретка (6), в отверстии которой (фиг. 2) размещена пружина (7), задающая воздействие на рычаг (8). Рычаг (8) сопряжен с рамкой карданова подвеса (9), которая в свою очередь сопряжена с держателем подложки (10). Соединения рычага (8) с рамкой карданова подвеса (9) и рамки карданова подвеса (9) с держателем подложки (10) обеспечиваются сопряжением цапфа – призма. Подложка (11) зафиксирована на держателе подложки (10) при помощи клея.
Устройство для механического текстурирования поверхности подложки работает следующим образом (фиг. 2). На держателе подложки (10) при помощи клея фиксируют подложку (11). Держатель подложки (10) совместно с подложкой (11) прижимается к абразивному материалу посредством карданова подвеса, образованного рычагом (8), рамкой карданова подвеса (9). Прижимное усилие подложки (11) к абразивному материалу обеспечивается пружиной (7). Текстурирование выполняется путем совершения требуемого количества возвратно-поступательных движений каретки (6) вдоль направляющих (4), после чего текстурированную подложку (11) отделяют от держателя подложки (10).
Заявляемое устройство было изготовлено и испытано путем проведения измерений магнитной анизотропии двух экспериментальных образцов тонких пермаллоевых Ni80Fe20 пленок, осажденных на стеклянные подложки. Первый образец – контрольный, получен осаждением пленки на сплошную подложку. Другой образец был получен осаждением пленки на подложку с заранее сформированной на ее поверхности текстурой в виде равномерно распределенных взаимопараллельных линейных неоднородностей (рисок). Текстура на поверхности подложки была сформирована с помощью заявляемого устройства. В качестве абразивного материала использована алмазосодержащая паста с размером частиц 1,5 мкм. В процессе осаждения пленок, в их плоскости с помощью постоянного внешнего магнитного поля дополнительно индуцировалась одноосная магнитная анизотропия с направлением оси легкого намагничивания вдоль рисок для текстурированного образца. С помощью сканирующего спектрометра ферромагнитного резонанса [Патент RU 2737100 С1, МПК G01R 33/05, опубл. 26.04.2021, Бюл. №12] были измерены угловые зависимости резонансного поля по всей площади образцов с шагом 1 мм, на основе которых получены представленные на фиг. 3 зависимости величины поля одноосной магнитной анизотропии H a от продольной координаты подложки x. На представленных графиках видно влияние текстуры поверхности подложки на магнитные параметры образцов, что подтверждает технический результат заявляемого простого в изготовлении, малогабаритного устройства.
Claims (1)
- Устройство для механического текстурирования поверхности подложки, содержащее основание и держатель подложки, отличающееся тем, что на основании, выполненном с пазом для размещения в нем абразивного материала, установлены стойки с закрепленными направляющими для обеспечения поступательного перемещения держателя с подложкой, при этом устройство снабжено кареткой, связанной с держателем подложки посредством карданова подвеса, состоящего из рычага и рамки, соединенных сопряжением цапфа – призма, и предназначенного для передачи прижимного усилия от пружины, установленной в отверстии каретки, на держатель с подложкой.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812450C1 true RU2812450C1 (ru) | 2024-01-30 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2422259C2 (ru) * | 2006-12-28 | 2011-06-27 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | Способ механической обработки сапфировой подложки |
| RU2436745C2 (ru) * | 2006-12-14 | 2011-12-20 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Неметаллический лист с покрытием, имеющий внешний вид шероховатого металла, покрытия для него и способ изготовления |
| RU2593633C1 (ru) * | 2015-05-14 | 2016-08-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" | Способ формирования упорядоченных структур на поверхности полупроводниковых подложек |
| WO2017055376A1 (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | Enbio Limited | Abrasive blast modification of surfaces |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2436745C2 (ru) * | 2006-12-14 | 2011-12-20 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Неметаллический лист с покрытием, имеющий внешний вид шероховатого металла, покрытия для него и способ изготовления |
| RU2422259C2 (ru) * | 2006-12-28 | 2011-06-27 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | Способ механической обработки сапфировой подложки |
| RU2593633C1 (ru) * | 2015-05-14 | 2016-08-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" | Способ формирования упорядоченных структур на поверхности полупроводниковых подложек |
| WO2017055376A1 (en) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | Enbio Limited | Abrasive blast modification of surfaces |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mirica et al. | Morphological evolution of ZnO thin films deposited by reactive sputtering | |
| CN110530700B (zh) | 采用fib制备测试样品的方法以及测试样品 | |
| Lu | Development and characterization of piezoelectric AlScN-based alloys for electroacoustic applications | |
| JP4759750B2 (ja) | 曲率分布結晶レンズの製造方法、偏光制御装置、ｘ線反射率測定装置およびｘ線反射率測定方法 | |
| RU2812450C1 (ru) | Устройство для механического текстурирования поверхности подложек | |
| US9192053B2 (en) | Method for manufacturing ion optical device | |
| CN110553885B (zh) | 采用fib制备测试样品的方法以及测试样品 | |
| Bayly et al. | Ellipsometric analysis of refractive index profiles produced by ion implantation in silica glass | |
| Vaxelaire et al. | Effect of structural in-depth heterogeneities on electrical properties of Pb (Zr0. 52Ti0. 48) O3 thin films as revealed by nano-beam X-ray diffraction | |
| CN112025417B (zh) | 一种光学金刚石材料表面非接触式离子束抛光方法 | |
| CN115472329A (zh) | 一种辐照装置及透明靶制备方法 | |
| Kaspar et al. | Characterization of argon etched Ta2O5 thin films | |
| CN112176296B (zh) | 一种自组装可调间隙的金纳米薄膜制备方法 | |
| Lozowski et al. | Improved carbon micro-ribbon targets and stripper foils for the IUCF cooler ring | |
| Vladoiu et al. | Structural and Mechanical Properties of Nanostructured C‐Ag Thin Films Synthesized by Thermionic Vacuum Arc Method | |
| JPH0599817A (ja) | 絶縁性物質を対象としたｘ線光電子分光分析用試料とその調整方法 | |
| Nutt et al. | Gold-nickel multilayer films: Structure-property correlations | |
| KR20130073282A (ko) | 재료의 초미세 국부 변형률 측정방법 | |
| KR100725261B1 (ko) | 시료 제작 방법 | |
| KR102230401B1 (ko) | Cu층 위에 CuO층이 형성된 기판의 제조 방법 | |
| RU2772247C1 (ru) | Способ измерения внутренних напряжений многослойных наноструктурированных покрытий, основанный на использовании синхротронного излучения | |
| JP2694776B2 (ja) | ダイヤモンド針の研磨方法 | |
| Tashlykov et al. | Surface Morphological Properties of Mo-Based Thin Films on Glass | |
| Thomas | Nanocrystalline diamond for nano-electro-mechanical systems | |
| Karasyov et al. | Method of multilayer semiconductor structures cross section preparation for transmission electron microscopy |