一种单晶金刚石与衬底无损耗快速分离方法技术

本发明专利技术涉及一种单晶金刚石与衬底无损耗快速分离方法，包括步骤：S1、选取表面为(100)晶面的单晶金刚石作为衬底；S2、在所述衬底的表层中形成表面为(100)晶面的非金刚石层；S3、刻蚀所述非金刚石层和所述衬底，形成若干表面为(111)晶面的凹槽；S4、在所述非金刚石层的(100)晶面上选择性外延生长金刚石，形成外延层；S5、利用电化学腐蚀方法将所述凹槽之间的所述非金刚石层电解刻蚀掉，使所述外延层与所述衬底分离。该分离方法在金刚石衬底上预先刻蚀(111)晶面的凹槽，然后进行(100)晶面选择性外延，之后利用电化学腐蚀方法刻蚀掉相邻凹槽间的非金刚石层，实现分离衬底与外延层的目的，由于腐蚀深度小，大幅度提升了分离速度。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶金刚石与衬底无损耗快速分离方法
本专利技术属于微电子
，具体涉及一种单晶金刚石与衬底无损耗快速分离方法。
技术介绍
金刚石作为宽禁带半导体材料，具有许多独特的物理特性，如高热导性，高硬度，高载流子迁移率，是制作电力电子器件和探测器的理想材料，可用于高温、高功率和强辐射的恶劣环境中。现如今主要利用CVD技术同质外延来制作金刚石衬底，然而金刚石材料生长周期长、价格昂贵等问题还是亟待解决。目前大多使用微波等离子气相淀积(MPCVD)技术生长金刚石，虽然能够制备出质量很高的金刚石，但是生长周期较长。而且在分离外延层时使用的激光切割方法会损耗掉一部分金刚石，并且金刚石片尺寸越大损耗越多；以1×1cm2的金刚石衬底为例，激光切割会消耗掉衬底480μm的厚度。因此，如何降低金刚石同质外延片从衬底上分离出来时的损耗，并且提高分离的效率是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种单晶金刚石与衬底无损耗快速分离方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：...

【技术保护点】
1.一种单晶金刚石与衬底无损耗快速分离方法，其特征在于，包括步骤：/nS1、选取表面为(100)晶面的单晶金刚石作为衬底；/nS2、在所述衬底的表层中形成表面为(100)晶面的非金刚石层；/nS3、刻蚀所述非金刚石层和所述衬底，形成若干表面为(111)晶面的凹槽；/nS4、在所述非金刚石层的(100)晶面上选择性外延生长金刚石，形成外延层；/nS5、利用电化学腐蚀方法将所述凹槽之间的所述非金刚石层电解刻蚀掉，使所述外延层与所述衬底分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种单晶金刚石与衬底无损耗快速分离方法，其特征在于，包括步骤：
S1、选取表面为(100)晶面的单晶金刚石作为衬底；
S2、在所述衬底的表层中形成表面为(100)晶面的非金刚石层；
S3、刻蚀所述非金刚石层和所述衬底，形成若干表面为(111)晶面的凹槽；
S4、在所述非金刚石层的(100)晶面上选择性外延生长金刚石，形成外延层；
S5、利用电化学腐蚀方法将所述凹槽之间的所述非金刚石层电解刻蚀掉，使所述外延层与所述衬底分离。


2.如权利要求1所述的单晶金刚石与衬底无损耗快速分离方法，其特征在于，步骤S2包括：
采用C+1离子作为注入材料、以200～600KeV的能量垂直轰击所述衬底，在所述衬底的表层中形成非金刚石层。


3.如权利要求1或2所述的单晶金刚石与衬底无损耗快速分离方法，其特征在于，所述非金刚石层的厚度为350～450nm。


4.如权利要求1所述的单晶金刚石与衬底无损耗快速分离方法，其特征在于，步骤S3包括：
S31、在所述非金刚石层表面旋涂光刻胶，并在所述光刻胶上光刻出窗口图形，然后在所述窗口图形中制备刻蚀金属并去除残余的所述光刻胶；
S32...

【专利技术属性】
技术研发人员：任泽阳，邢雨菲，张金风，张进成，何琦，苏凯，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61