Способ травления монокристаллов танталата лития

 

Изобретение относится к способу гидротермального травления, обеспечивающего возможность создания экологически чистой методики травления монокристаллов танталата лития, используемых в электронной технике. Обеспечивается возможность травления больших монокристаллов более 2 10 10 мм (кристаллы при травлении не растрескиваются), а также исключается необходимость употребления дорогостоящих неактивных температуроустойчивых материалов таких, как платина, иридий, позволяющих удешевить процесс и повысить скорость травления. Сущность способа состоит в обработке монокристаллов танталата лития в гидротермальных условиях при 150 300°С и давлении не менее 50 атм, а в качестве травильного раствора используют водные растворы смеси одной из кислот H₃PO₄, HNO₃ и одной из солей MeNO₃, MeF, MeHF₂, где Ме щелочной металл, или в водных растворах одной из солей MeNO₃, MeF или MeHF₂, или в водном растворе щелочи MeOH и соли MeNO₃.

Изобретение относится к способу гидротермального метода травления, обеспечивающего возможность создания экологически чистой методики травления монокристаллов тантала лития размером более 15х15х3 мм, используемых в электронной технике.

Известен способ травления монокристаллов тантала лития [1] включающий травление в расплаве едкого калия при 3600,2^оС.

Недостатком способа является невысокая экологичность, так как пары травителя попадают в атмосферу, и недостаточно высокая скорость травления.

Наиболее близким к изобретению является способ травления монокристаллов тантала лития [2] включающий механическую обработку и травление в растворе на основе фторсодержащего реагента. Подложку обрабатывают в травителе из КНF₂ нагревом до 240^оС.

Недостатком способа является низкая экологичность, так как при высоких температурах большое количество паров травителя попадает в атмосферу.

Преимущество предлагаемого способа гидротермального травления состоит в том, что возникает возможность травления больших монокристаллов более 2х10х10 мм (кристаллы не растворяются при травлении), а также отпадает необходимость употребления дорогостоящих неактивных температурно-устойчивых материалов, таких как платина, иридий.

Технический эффект заключается в экологически чистой методике гидротермального травления, позволяющей повысить скорость травления и удешевления процесса травления.

Способ реализуется следующим образом.

Образцы монокристаллов танталата лития со шлифованными матовыми поверхностями 15х15х3 мм помещают в автоклав в раствор травителя. Для приготовления травильного раствора используют реактивы марок ХЧ или ЧДА. Растворы готовят последовательно в отдельном боксе, разбавляют 90% Н₃РО₄ до 25% В другом 25 г NaNO₃ растворяют в 50 г Н₂О, т.е. приготовляют 25%-ный раствор NaNO₃. Полученные растворы сливаются и перемешиваются при комнатной температуре. Полученный состав заливают в футерованный фторопластом автоклав периодического действия. Автоклав герметизируют и устанавливают в печь сопротивления, где его нагревают до 150-300^оС при давлении не менее 50 атм. При более низких параметрах скорость травления резко падает. Более высокие параметры требуют создания более сложной аппаратуры. По окончании процесса образец промывают дистиллированной водой и осушают фильтровальной бумагой. В результате травления поверхность образца становится прозрачной. Скорость травления равна 0,9 мкм/мин.

П р и м е р 1. Образец заливался водным раствором, содержащим 40% HNO₃ и 10% RbNO₃, нагревался до 250^оС при давлении 300 атм. В результате матовая поверхность становилась более прозрачной. Скорость травления равна 0,7 мкм/мин.

П р и м е р 2. Образец заливался водным раствором, содержащим 20% HNO₃ и 10% NaF, нагревался до 200^оС при давлении 300 атм. В результате матовая поверхность становилась более прозрачной. Скорость травления равна 0,9 мкм/мин.

П р и м е р 3. Образец заливался водным раствором, содержащим 10% HNO³ и 20% KHF₂, нагревался до 270^оС при давлении 200 атм. В результате матовая поверхность становилась более прозрачной. Скорость травления 1,0 мкм/мин.

П р и м е р 4. Образец заливался водным раствором, содержащим 10% LiNO₃ и 20% NaF, и нагревался до 300^оС при давлении 500 атм. В результате матовая поверхность становилась прозрачной. Скорость травления 0,6 мкм/мин.

П р и м е р 5. Образец заливался водным раствором, содержащим 45% NaNO₃ и 10% KHF₂, нагревался до 200^оС при давлении 350 атм. В результате матовая поверхность становилась более прозрачной. Скорость травления 0,9 мкм/мин.

П р и м е р 6. Образец заливался водным раствором, содержащим 40% КОН и 25% КNO₃, нагревался до 100^оС при давлении 50 атм. В результате матовая поверхность становилась более прозрачной. Скорость травления 0,8 мкм/мин.

П р и м е р 7. Образец заливался водным раствором, содержащим 20% KHF₂, и нагревался до 280^оС при давлении 150 атм. В результате матовая поверхность становилась более прозрачной. Скорость травления 1,0 мкм/мин.

Формула изобретения

СПОСОБ ТРАВЛЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ТАНТАЛАТА ЛИТИЯ, включающий обработку монокристаллов травильным раствором, отличающийся тем, что обработка проводится в гидротермальных условиях при 150 300^oС и не менее 50 атм, а в качестве травильного раствора используют раствор следующего состава (Ме - щелочной металл), мас.

H₃ PO₄ 20 60 MeNO₃ 20 60 H₂O Остальное или HNO₃ 20 60 MeNO₃ 20 60 H₂O Остальное или HNO₃ 10 60
MeF 10 60
H₂O Остальное
или
HNO₃ 10 70
MeHF 10 70
H₂O Остальное
или
MeNO₃ 10 70
MeF 10 70
H₂O Остальное
или
MeNO₃ 10 70
MeHF 10 70
H₂O Остальное
или
MeOH 20 60
MeNO₃ 20 80
H₂O Остальное
или
MeHF > 10
H₂O Остальное