基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法及装置制造方法及图纸

基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法及装置，方法是对金刚石薄膜试样表面进行预处理去除表面杂质；在金刚石薄膜试样表面进行低温热丝CVD金刚石沉积，同时在CVD金刚石薄膜表面进行图形化微加工，得到金刚石微光栅。装置有用于进行低温热丝CVD金刚石沉积的低温热丝CVD金刚石沉积系统，用于进行图形化微加工的激光刻蚀系统，低温热丝CVD金刚石沉积系统有上端形成有光学窗口的真空反应腔室，真空反应腔室内设置有工作台，真空反应腔室外部设置有供气系统，工作台上设置有用于激发反应气体和加热金刚石薄膜试样的加热丝加系统。本发明专利技术实现了微增材加工和微减材加工的时空同步复合，并实现金刚石在非刻蚀区域的持续原位生长。

【技术实现步骤摘要】
基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法及装置
本专利技术涉及一种微增减材复合制造方法。特别是涉及一种基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法及装置。
技术介绍
太赫兹电磁波以其优秀的宽带性和瞬态性，在无线通信过程中能够实现极高的数据传输速率和稳定性，因而成为未来6G通讯研发的关键技术。随着国内外针对太赫兹科学技术研究的不断深入，相关太赫兹器件的开发对材料提出了更高的要求。CVD金刚石材料以其良好的导热性能、低介电常数、低微波损耗、优秀的机械性能以及相对低廉的制备成本等，在太赫兹器件领域具有广阔的应用前景。太赫兹器件(如太赫兹MEMS滤波器和大功率太赫兹源等)内部涉及大量的高深宽比微光栅结构。因此，高深宽比CVD金刚石微光栅结构的制备技术，成为实现金刚石在太赫兹器件领域应用的关键技术。由于CVD金刚石本身极高的硬度和化学稳定性，常规微细制造工艺难以直接应用。目前针对金刚石材料的高深宽比微细加工，应用较多的是一些干法刻蚀技术，如RIE、DRIE、ICP等，并取得了一定的进展。然而，上述工艺的热效应较为严重，极容易污染和损伤金刚石表面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法，其特征在于，包括，对金刚石薄膜试样表面进行预处理去除表面杂质；在金刚石薄膜试样表面进行低温热丝CVD金刚石沉积，同时在CVD金刚石薄膜表面进行图形化微加工，得到金刚石微光栅。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法，其特征在于，包括，对金刚石薄膜试样表面进行预处理去除表面杂质；在金刚石薄膜试样表面进行低温热丝CVD金刚石沉积，同时在CVD金刚石薄膜表面进行图形化微加工，得到金刚石微光栅。


2.根据权利要求1所述的基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法，其特征在于，所述的对金刚石薄膜试样表面进行预处理，是将金刚石薄膜试样浸入由金刚石微粉和甘油按质量比1：1配制的悬浊液中超声研磨5min，其中金刚石微粉的粒径为2～5μm，随后浸入无水乙醇中超声清洗5min，然后烘干。


3.根据权利要求1所述的基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法，其特征在于，所述的在金刚石薄膜试样表面进行低温热丝CVD金刚石沉积，采用的反应气体为氢气、甲烷和硫化氢。


4.根据权利要求1所述的基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法，其特征在于，所述的低温热丝CVD金刚石沉积，所采用的工艺参数为：氢气流量800～1000ml/min，甲烷流量50～100ml/min，硫化氢流量0.1～0.4ml/min，反应压力10～15Torr，热丝温度2100～2200℃，衬底温度100～250℃；偏压电流1.0～4.0A。


5.根据权利要求1所述的基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法，其特征在于，所述的图形化微加工为激光刻蚀，是将激光光束依据设定的扫描路径在CVD金刚石薄膜表面进行重复刻蚀，间隔时间为1小时，直至获得设定高深宽比的金刚石微光栅。


6.根据权利要求5所述的基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法，其特征在于，所述的激光刻蚀与低温热丝CVD金刚石沉积在金刚石薄膜试样表面同步进行。


7.根据权利要求5所述的基于微增减材同步复合制造金刚石微光栅的方法，其特征在于，所述的激光刻蚀采用的工艺参数为：脉冲宽度400fs～6ps，输出功率0...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔雨潇，戚厚军，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学中国职业培训指导教师进修中心，
类型：发明
国别省市：天津;12