Современная электроника №5/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 19 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2020 При синтезе образца № 3 была уста- новлена скорость подачи пентана на уровне 7 мл/мин, время синтеза соста- вило 3 ч. Скорость роста алмазной плён- ки составила 10 мкм/ч (общая толщина плёнки 30 мкм). На образце № 3 при- сутствует хорошо кристаллизованная алмазная плёнка со средним размером кристаллов около 500 нм. Спектроско- пия КРС подтверждает высокое каче- ство алмазной плёнки в этой области. Таким образом, для синтеза опти- мальная скорость роста составила 10 мкм/ч при подаче пентана со ско- ростью 7 мл/ч. В дальнейшем син- тез алмазных плёнок на подложках из нитрида алюминия со сквозными отверстиями проводился в режиме син- теза с параметрами, полученными на опытных образцах № 3. Дифракция рентгеновских лучей алмазного покрытия показала, что оно представлено алмазными кристалличе- скими фазами (111), (220), (311), (331) и (400). Что касается твёрдости по шка- ле Виккерса, то оценка метки от давле- ния алмазной пирамидкой слоя алмаза была затруднена по причине высокой твёрдости слоя поликристаллическо- го алмаза. Впрочем, было установлено, что твёрдость по Виккерсу составляет 8000 кг/см 2 и выше. Из приведённых данных можно сделать вывод, что син- тезированный алмаз является поли- кристаллическим покрытием хоро- шего качества. Процесс нанесения поликристал- лического алмаза иллюстрируется микрофотографиями. Как показа- но на рисунке 4, на поверхностях подложки из нитрида алюминия и сквозных отверстий нанесено алмаз- ное покрытие, которое состоит из алмазных кристаллов, сгруппиро- ванных вместе и расположенных как на поверхности подложки, так и на стенках отверстий различных диаметров. При этом на стенках отверстий тол- щина осаждаемого слоя алмаза при- мерно равна толщине слоя, наносимо- го на плоские поверхности лицевой и обратной сторон алюмонитрид- ной подложки. При толщине алмаз- ного слоя 200 мкм полностью заращи- ваются отверстия диаметрами 0,1; 0,2 и 0,3 мм. Начиная с отверстия диаме- тром 0,4 мм, заращивания не проис- ходит, и в отверстиях диаметром от 0,4 мм до 1,2 мм остаются просветы. На рисунке 5 показан вид в разрезе алюмонитридной подложки со сквоз- ными отверстиями с нанесённым алмазным покрытием, которое также состоит из алмазных кристаллов, сгруп- пированных вместе и расположенных на стенках отверстий диаметрами 1,0 и 0,6 мм. Видно, что алмазное покры- тие имеет форму кольца, примыкаю- щего к внутренней стенке отверстия, и обладает незначительной неровно- стью поверхности. Синтез проводился в течение 20 ч, вэтихусловияхитоговаятолщинаалмаз- ного покрытия в центральной части подложки составила 200 мкми 180 мкм– на её периферийных участках. Фраг- мент промежуточной фазы осаждения поликристаллического алмаза в конусо- образном отверстии диаметром 0,3 мм представлен на рисунке 6. Заращивание конусообразного отверстия начинается с узкой его части (см. рис. 6а). Сначала алмазный слой в течение 10 ч закрывает отвер- стие тонкой перегородкой, а затем в оставшееся время до окончания про- цесса, в течение 10 ч, полностью его заполняет (см. рис. 7). Полученные образцы алюмонитрид- ных подложек с отверстиями 0,3 мм, с нанесёнными на обе стороны алмаз- ными слоями, характеризуются шеро- ховатой поверхностью. Чтобы обе- спечить последующее напыление металлизационной структуры, для уменьшения шероховатости алмаз- ных плёнок подложку с алмазным слоем с помощью воско-канифоль- ной мастики наклеивали на стальной диск-спутник. Затем осуществлялось механическое шлифование поверх- ности алмазных слоёв на вращаю- щемся чугунном круге, шаржирован- ном алмазным порошком, с частотой вращения диска 200 об/мин и нагруз- кой 10 Н. Далее полировали, нанося на поверхность чугунного круга поли- Рис. 4. Фрагменты заращивания поликристаллическим алмазом отверстий различных диаметров: а) 1 мм; б) 0,7 мм; в) 0,3 мм; г) 0,2 мм; д) 0,1 мм; е) 0,1 мм а г б д в е 968,507 мкм 147,77 мкм 69,029 мкм 51,464 мкм 653,639 мкм 234,513 мкм