Способ получения ферритовых пленок

 

1„ СПОСОБ ПОЛУ^ШНИЯ ФЕРРИТОВЫХ ПЛЕНОК, включающий в себя нагрев ферритового порошка в плазме до состояния плавления и напыления его на подогреваемую подложку, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, напыление осуществляют в кислородной плазме безэлектродного разряда, а ферритовый порошок подают на выход плазмотрона в низкотемпературную зону плазмы, 2„ Способ по П.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что ферритовый порошок вводят в плазму в виде смеси ферритообразующих окислов или частично ферритизированного порошка.с?

СОЮЗ СОВЕта ИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (У1) Н 01 F 1О/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

jlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ. ГКНТ СССР (21) 2876371/07 (22) 30.01.80 (46) 15.08.91. Бюл. В 30 (71) Московское высшее тьхническое училище им. Н.Э. Баумана (72) .М.В. Вамберский, В.В. Фролов, О.Л. Полущенко, Н.А. Нижельский и В.В. Кудинов (53) 625.318. 25 (088.8) (56) Habbit R.W. Плазменнодуговое напыление феррита лития для фазовращателей. IEEE Trans. on Magnetics v. Mag-11, Н 5, р. 1263, 1975.

Изобретение относится к области производства радиоэлектронной аппаратуры, в частности к технологии получения ферритовых пленок и может быть использовано при изготовлении интегральных схем СВЧ-диапазона, зле« ментов памяти ЭВМ.

Известен способ .получения ферритовых пленок, заключающийся в нагреве ферритового порошка в плазме до состояния плавления и напыления его на подогреваемую подложку.

Этим способом не удается изготовить пленки с однофазной структурой так как при напылении имеет место лотеря кислорода, ведущая к распаду или появлению фазы (Fe0) и соответственно к резкому ухудшению магнитных свойств напыленного феррита.

Целью изобретения является упроще" ние технологии.

„„SU 839405

2 (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРИТОВЫХ ПЛЕНОК, включающий в себя нагрев ферритового порошка в плазме до состояния плавления и напыления его на подогреваемую подложку, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии, напыление осуществляют в кислородной плазме безэлектродного разряда, а ферритовый порошок подают на выход плазмотро" на в низкотемпературную зону плазмы.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что ферритовый порошок вводят в плазму в виде смеси ферритообраэующих окислов или частично ферритиэированного порошка„

Поставленная цель достигается тем, что напыление осуществляют в кислородной плазме беээлектродного разряда, а ферритовый порошок подают на выход плазмотрона в низкотемпературную зону плазмы. Ферритовый порошок можно вводить в плазму в виде смеси ферритообразующих окислов или в виде частично ферритизировачного порошка.

Для осуществления данного способа сконструирован и изготовлен плазмотрон высокочастотного разряда, позволяющий применять в качестве плазмообразующего газа — кислород. Плазмотрон снабжен специальным распылительным соплом, обеспечивающим высокую скорость истечения плазмы и порошка.

Кислородная плазма реализована в кварцевой трубке под воздействием переменного электромагнитного поля с 839405

Корректор С.Шекмар

Техред А.Кравчук

Редактор Е. Гиринская

Заказ 3437 Тираж 342 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 частотой 11,4 МГц. Кислород подается на вход разрядной трубки под давлением 1,2-2 атм. Напыляемый порошок грануляцией 10-40 мкм вводится в соп5 ловои насадок (на выход плазмотрона) . в низкотемпературную зону плазмы, что обеспечивает минимальное время нахождения материала в плазме и способствует устранению явлений диссоци.- 10 ации. Разработанная конструкция плазмотрона позволяет в зависимости

Г от состава феррита и дисперсности порошка выбирать температурную зону ввода порошка в пределами 1500-3000 С

Подача порошка осуществляется транспортирующим -газом-кислородом с помощью питателя, специально сконструированного для напыления мелкодисперсных порошков. Порошок приготовляется измельчением и смешиванием ферритообразующих окислов или помолом частично ферритизоваиного полуфабриката после стадии предварительного синтеза. Экспериментальными исследования-, ми установлены оптимальные конструктивно-технологические параметры, которые позволили .провести реакцию ферритизации непосредственно в процессе напыления. Одновременно с целью повы30 шения прочности сцепления и релаксации термических напряжений .применялся подогрев подложки в интервале температур 400-800 С.

По данному способу .получены пленки ферритов со структурой шпинели и граната толщиной 50-500 мкм на диэлектрических подложках. По данным рентгеноструктурного анализа и Мес-. сбауэровской спектроскопии в пленках ферритов отсутствовали .продукты расплава и фазы, содержащие двухвалентное железо. Плазменко-напыленные пленки обладали требуемыми -электромагнитными характеристиками в связи с чем устранена необходимость в проведении дополнительного высокотемпературного отжига.

Пример. Данным способом изготовлены пленки ферритов состава

NiFe<0< (шпинель) и Y>Fe>0 ó (гранат)

В качестве напыляемого материала использовали: а) порошок, полученный помолом полуфабриката после предварительного синтеза в течение 2 ч при температуо ре 800 С для феррита NiFe<04: и при температуре 1000ОС для феррита gFe 01 б) порошкообразную смесь окислов состава NiOFe>0 . Порошок имел грануляцию 10-40 мкм. Плазмообразующий и транспортирующий .газ — кислород.

Расход их соответственно - 2,8 м /ч и 0,8 л/мин, мощность разряда 6 квт.

Порошок наносили на подложки размером 24<30х1 мм. изготовленные из алюмооксидной керамики. Температура подогрева подложки изменялась от

20 С до 700 С. Пленки имели однофазо о ную структуру, что подтверждается данными рентгеноструктурного анализа.

Количество фазы определяли по относительной интенсивности дифракционных линий.

Использование данного способа получения ферритовых пленок обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: получение заданного химического состава феррита вследствие устранения диссоциации, и деоксидации ферритов, проведение реакции ферритизации непосредственно в процессе напыления, сокращение длительности процесса изготовления пленок в 2-3 раза за счет исключения допблнительной обработки отжига упрощение и снижение трудоемкости технологического процесса путем устранения при изготовлении напыляемого материала длительного высоко- температурного спекания ферритов в течение 20-40 ч.- и последующего помола устранение загрязнения пленок материалом электродов.