Способ изготовления брэгговской структуры с гофрировкой поверхности

Изобретение относится к области обработки подложек для формирования вогнуто-выпуклой структуры на поверхности подложки. Сущность изобретения состоит в травлении проводящей подложки посредством обратной литографии с предварительным расчетным упреждением на фотошаблоне для получения расчетных параметров брэгговской решетки, в качестве маски используется кобальт. Способ изготовления брэгговской структуры с гофрировкой поверхности включает изготовление фотошаблона и химическое травление медной пластины. Технология обратной литографии позволяет получить отрицательный подтрав, что позволяет сохранить верхнюю часть структуры и получить расчетные параметры СВЧ-резонатора. При прямой литографии имеет место положительный подтрав, который не позволяет сохранить верхнюю часть структуры. Для решения поставленной задачи на медную пластину предварительно нанесен кобальт, который используется в качестве маски для дальнейшего травления структуры брегговской решетки. Фотошаблон изготавливается с учетом последующей корректировки размеров брэгговской решетки для уменьшения подтравливания боковых стенок элемента решетки во время травления до заданной глубины. Уход при травлении зависит от глубины травления. Целью изобретения является получение габаритных брэгговских решеток с произвольной заданной структурой с глубиной травления более 300 мкм с возможностью корректировки ухода бокового подтрава при малых затратах и простоте технологического процесса. 3 ил.

 

Изобретение относится к обработке подложек для получения вогнуто-выпуклой структуры. Целью изобретения является получение габаритных брэгговских решеток (до 700 мм.) с произвольной заданной структурой с глубиной травления более 300 мкм при малых затратах и простоте технологического процесса.

В соответствии с уровнем техники в настоящее время известно несколько способов изготовления брэгговских структур: механическая, электроискровая, лазерная обработка поверхности, а также химическое травление.

Недостатком способа механической обработки является длительность процесса, необходимость использования высокотехнологичного дорогостоящего оборудования, при условии частой смены режущего инструмента. Способ механической обработки не позволяет получить двумерную структуру с заданной точностью. Способ электроискровой обработки имеет аналогичные недостатки.

Способ лазерной обработки подложки получения брэгговских структур широко описан в литературе и применим для получения волоконных брэгговских структур. Основным недостатком данного способа, несмотря на его простоту и эффективность, является необходимость использования дорогостоящего оборудования. В патентах US 2003/0128929 А1 и WO 2006/045632 А1 описаны способы получения брэгговских решеток на основе оптических волокон, недостатками которых является малая глубина травления и необходимость использования дорогостоящего оборудования.

Преимущество способа химического травления заключается в быстроте процесса (суммарно процесс занимает несколько часов), малых затратах на производство, возможности получения произвольного рисунка структуры любой заданной конфигурации, с высокой точностью изготовления и глубиной травления более 300 мкм.

Известны технические решения изготовления брэгговских структур, представленных в патентах CN 101064411 А и US 5817537 А. Способы, описанные в перечисленных патентах, не позволяют получить габаритные брэгговские решетки с необходимой глубины травления более 300 мкм, и возможностью корректировки ухода подтрава боковых стенок с последующим использованием брэгговских решеток в качестве резонатора в мазерах на свободных электронах. Кроме того, поверхность подложки должна быть проводящей для работы с ленточным электронным пучком.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и достигаемому результату является патент № US 20100303411 А1. При использовании прямой литографии, основным недостатком данного способа является малая глубина травления и отсутствие возможности корректировки элемента структуры брэгговской решетки, в зависимости от глубины травления, маска используется для защиты от подтравов паразитных частей решетки на габаритном периметре пластины, но не дает возможность корректировать основные элементы структуры.

Широко известные способы получения брэгговских структур, описанные в статье В.В. Глебова [О проблеме бокового подтравливания при химическом и электрохимическом гравировании. Фундаментальные исследования. 2011, N 8-З, стр. 623-626.] не позволяют решить поставленную задачу, так как для получения заданной конфигурации структурного элемента используют прямую литографию, а в качестве маски - фоторезист, что не дает возможности получить необходимую глубину травления с расчетным уходом подтрава боковой стеки структуры. В предложенном авторами способе имеет место обратная литография, где в качестве маски служит кобальт. Технология обратной литографии позволяет поучить отрицательный подтрав, что позволяет сохранить верхнюю часть структуры и получить расчетные параметры СВЧ-резонатора. При прямой литографии имеет место положительный подтрав, который не позволяет сохранить верхнюю часть структуры.

Задачей настоящего изобретения является создание системы и способа изготовления габаритных брэгговских структур для резонаторов мазеров на свободных электронах [А.V. Arzhannikov, N.S. Ginzburg, P.V. Kalinin, S.A. Kuznetsov, A.M. Malkin, N. Yu. Peskov, et al., PRL 117, 114801 (2016) // Using Two-Dimensional Distributed Feedback for Synchronization of Radiation from Two Parallel-Sheet Electron Beams in a Free-Electron Maser].

Для достижения поставленной задачи с помощью известных компьютерных программ (Auto CAD) создается растровый файл с заданной конфигурацией рисунка и расчетным упреждением для заданной глубины травления. На фиг. 1 (Фотошаблон для определения упреждения ухода боковых стенок структуры) представлен шаблон для расчета упреждения ухода на заданной глубине травления.

На поверхность гладкой медной пластины, не требующей предварительной обработки, поскольку используется стандартный холоднокатаный лист меди 7-8 класса чистоты, электролитическим способом, наносится кобальт, который в дальнейшем используется в качестве маски. Производится обратная фотолитография по технологии изготовления стандартных однослойных печатных плат. Химическое травление производится в несколько циклов, поскольку один цикл не позволяет получить расчетную глубину из-за разброса параметров травильной машины: концентрации раствора, скорости подачи пластины, температуры раствора, неравномерности давления струи раствора. Поэтому после каждого цикла изменяется направление движения пластины в растворе на 180 градусов с целью выравнивания дна канавки структурного элемента, поскольку боковое давление раствора не равномерно. Производится замер глубины травления структуры и последующая корректировка числа циклов, необходимых для достижения заданной глубины.

Преимущества способа изготовления брэгговской структуры с помощью химического травления при использовании обратной литографии, заключается в быстроте процесса, малых затратах на производство, произвольного выбора рисунка структуры, высокой точности изготовления линейных размеров структуры (погрешность менее 20 мкм), а также точности получения требуемой глубины травления - не менее 5%. Такая технология позволяет изготовлять структуры с пространственным периодом 2-4 мм линейной (фиг. 2) и шахматной (фиг.3) конфигурации с одинаковой глубиной травления по всей поверхности образца с размерами до 700 мм при глубине травления более 300 мкм. Помимо изготовления резонаторов для мазеров, данную технологию можно использовать для производства квазиоптических элементов СВЧ-трактов сантиметрового и миллиметрового диапазона волн.

Способ изготовления брэгговской структуры с гофрировкой поверхности, включающий химическое травление медной пластины по одной и двум координатам для получения брэгговской решетки, отличающийся тем, что химическое травление структуры брэгговской пластины производится в несколько циклов посредством обратной фотолитографии, которая позволяет увеличить глубину травления с минимальным подтравом боковой стенки структуры, с использованием кобальта в качестве маски и учетом упреждающего расчетного смещения на фотошаблоне для коррекции ухода линейного размера вытравленного углубления за счет подтрава боковой стенки структуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области приборостроения и может применяться при изготовлении упругих элементов, используемых в конструкциях кремниевых чувствительных элементов микромеханических датчиков - акселерометров, резонаторов, датчиков угловой скорости.

Суть настоящего изобретения состоит в формировании глубокопрофилированных кремниевых структур последовательными операциями изотропного и анизотропного травления, причем операцию фотолитографии выполняют на кремниевой структуре, используя фоторезист с гидроизоляционными свойствами.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для получения рельефа в диэлектрических подложках, в частности кварцевых, при изготовлении микромеханических приборов.

Изобретение относится к приборостроению, конкретно к способам изготовления кремниевых чувствительных элементов микромеханических гироскопов и акселерометров. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении точности микромеханических гироскопов и акселерометров.

Использование: для формирования микроигл. Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления микроигл и массива микроигл заключается в нанесении на верхней поверхности монокристаллической кремниевой подложки с ориентацией (100) защитной пленки, формировании в ней маски и последующем локальном анизотропном травлении кремния, при этом заодно с формированием маски между маской и периферийной областью защитной пленки, образующей при травлении внешнюю рамку, а также между соседними масками при изготовлении массива микроигл формируют поддерживающие элементы - подвесы, например, в форме полос или пилообразных зубцов, причем поддерживающие элементы - подвесы формируются так, что направление продольной оси поддерживающих элементов - подвесов совпадает с кристаллографическим направлением <111>.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при изготовлении микромеханических датчиков, таких как акселерометры, датчики угловой скорости, чувствительные элементы которых выполнены из диэлектрического материала.

Способ создания двустороннего топологического рисунка металлизации позволит повысить технологичность и воспроизводимость при формировании двустороннего топологического рисунка в металлизации на подложках со сквозными металлизированными микроотверстиями.

Изобретение относится к области приборостроения и может применяться при изготовлении кремниевых микромеханических чувствительных элементов датчиков, таких как акселерометры, датчики угловой скорости, датчики давления.

Изобретение относится к области приборостроения и может применяться для изготовления микромеханических элементов, используемых, в частности, для подвеса чувствительных масс микромеханических измерительных устройств, например кремниевых гироскопов и акселерометров, микроигл и т.д.

Изобретение может быть использовано при создании и изготовлении микромеханических устройств, содержащих упругие гибкие деформируемые исполнительные элементы методом химического травления с использованием масок.

Группа изобретений относится к кабельной технике, а именно к способам изготовления элементов конструкции волоконно-оптических миниатюрных кабелей и к конструкциям волоконно-оптических миниатюрных кабелей, предназначенных для применения в системах управления, бортовой связи и передачи информации в различных моделях летательных и космических аппаратов.

Группа изобретений относится к оптоволоконной технике. Оптоволоконный кабель включает в себя сердечник, включающий в себя собранные вместе оптоволокна, внутреннюю оболочку, внутри которой находится сердечник, проволочное тело, заделанное во внутреннюю оболочку, пару работающих на растяжение элементов, заделанных во внутреннюю оболочку, между которыми находится сердечник, усиливающий лист, который покрывает внутреннюю оболочку и проволочное тело.

Настоящее изобретение относится к омпозитной панели (10), по меньшей мере содержащей: внешнюю панель (1) и внутреннюю панель (2), которые связаны друг с другом посредством промежуточного слоя (3), и по меньшей мере одно светорассеивающее стекловолокно (4), которое является подходящим для излучения света путем рассеивания через его боковую стенку вдоль его длины и выполнено по меньшей мере из сердечника стекловолокна, который окружен одним или множеством слоев в форме оболочки, которые имеют множество центров рассеяния и расположены вокруг сердечника стекловолокна, в которой стекловолокно (4) располагается, по меньшей мере в секциях, между промежуточным слоем (3) и внешней панелью (1) и/или между промежуточным слоем (3) и внутренней панелью (2).

Изобретение относится к оптоволоконной технике. Способ изготовления устройства ввода-вывода для многосердцевинного волокна включает использование корпуса, представляющего собой капилляр из кварцевого стекла с воронкой, использование отрезков односердцевинных оптических волокон, диаметр D каждого из которых на протяжении, по меньшей мере, части отрезка волокна L соответствует расстоянию Λ между центрами соседних сердцевин многосердцевинного волокна, ввод клея в воронку корпуса устройства ввода-вывода, размещение в корпусе устройства ввода-вывода отрезков односердцевинных волокон, связывание указанных концов волокон с помощью нити для получения заданной структуры поперечного сечения устройства ввода-вывода, полировку торца устройства ввода-вывода.

Группа изобретений относится к устройствам для передачи данных. Оптическое передающее устройство содержит: блок подключения оптического соединителя, к которому присоединен коннектор оптического кабеля; светоизлучающий конец, выполненный с возможностью излучать свет для передачи оптического сигнала через оптический кабель и выполненный с возможностью излучать свет на отражающую поверхность коннектора.

Регулируемая волоконно-оптическая пассивная линия задержки имеет корпус с оптическими кабелями, выполненный в виде пластины с двумя пазами прямоугольного сечения, пересекающимися под острым углом, где один из пазов проходит вдоль всей пластины, второй замкнут и выполнен в виде кармана, в котором размещена четырехугольная прямая призма из оптически прозрачного материала.

Изобретение относится к оптическим элементам, в частности к компактным элементам фокусировки и сбора лазерного излучения. Оптический волоконный датчик включает фокусирующий и собирающий элемент, которые сформированы из оптического волокна датчика путем оплавления торца с приданием ему сфероподобной формы, диаметр которого превышает диаметр оптического волокна в 1,2-1,5 раз.

Изобретение относится к плазмонной интегральной оптике и может быть использовано при конструировании интегральных схем различного назначения на основе плазмонных волноводов с далеко бегущей плазмонной модой.

Безлинзовый способ ввода излучения тлеющего разряда в оптоволокно используется в спектрометрии газов и плазмы электрических разрядов. С помощью электрода, расположенного на внешней стороне стеклянного баллона газоразрядной лампы, и металлизированного наконечника оптоволокна формируют электрическое поле особой формы и небольшую область интенсивного свечения газа, которая автоматически располагается вблизи торца оптоволокна, что позволяет осуществлять ввод излучения в оптоволокно без использования дополнительных оптических элементов.

Изобретение относится к лазерно-струйной технологии и может применяться для локальной лазерной обработки. Лазерно-струйное устройство с вводом лазерного излучения в струйный лучевод содержит лазерный излучатель импульсно-периодического режима, малогабаритный мобильный инструмент, включающий узел формирования струйного лучевода и узел ввода лазерного излучения в струйный лучевод, оптоволоконный кабель для доставки излучения от лазера к мобильному модулю, систему снабжения инструмента жидкостью.

Изобретение относится к области обработки подложек для формирования вогнуто-выпуклой структуры на поверхности подложки. Сущность изобретения состоит в травлении проводящей подложки посредством обратной литографии с предварительным расчетным упреждением на фотошаблоне для получения расчетных параметров брэгговской решетки, в качестве маски используется кобальт. Способ изготовления брэгговской структуры с гофрировкой поверхности включает изготовление фотошаблона и химическое травление медной пластины. Технология обратной литографии позволяет получить отрицательный подтрав, что позволяет сохранить верхнюю часть структуры и получить расчетные параметры СВЧ-резонатора. При прямой литографии имеет место положительный подтрав, который не позволяет сохранить верхнюю часть структуры. Для решения поставленной задачи на медную пластину предварительно нанесен кобальт, который используется в качестве маски для дальнейшего травления структуры брегговской решетки. Фотошаблон изготавливается с учетом последующей корректировки размеров брэгговской решетки для уменьшения подтравливания боковых стенок элемента решетки во время травления до заданной глубины. Уход при травлении зависит от глубины травления. Целью изобретения является получение габаритных брэгговских решеток с произвольной заданной структурой с глубиной травления более 300 мкм с возможностью корректировки ухода бокового подтрава при малых затратах и простоте технологического процесса. 3 ил.

Наверх