一种金刚石生长方法技术

本申请公开了一种金刚石生长方法，所述生长方法包括如下步骤：S1、选取金刚石籽晶，S2、选取陪料，S3、金刚石籽晶转移，S4、抽真空，S5、金刚石生长，S6、取出金刚石成品。本申请中陪料包围金刚石籽晶，金刚石籽晶有一部分露出陪料，陪料的导热率比金刚石低，陪料的存在能减少金刚石生长面与非生长面之间的温差，避免金刚石在生长过程中由于局部温差过大而产生应力或生长出多晶，陪料与金刚石籽晶一起保持振动或转动，可以使得金刚石籽晶的不同表面都有机会接触包含碳源的等离子体，便于金刚石籽晶在三维方向连续生长。在三维方向连续生长。在三维方向连续生长。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石生长方法


[0001]本申请涉及金刚石制备领域，尤其是一种金刚石生长方法。

技术介绍

[0002]金刚石是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为C，也是常见的钻石的原身，金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石，金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具，也是一种贵重宝石。
[0003]单晶金刚石具有优异的物理化学性能，在机械、电子和珠宝等领域具有重要的应用价值，为了拓展这些应用，需要制备出大颗粒金刚石，在金刚石制备方法中，微波等离子体化学气相沉积法以其等离子体功率密度高、无电极放电污染和性能稳定等特性成为制备高品质金刚石的首选方法。使用该方法生产大颗粒单晶金刚石的工艺过程中，普遍采用将金刚石籽晶固定在沉积台上，通过冷却沉积台对籽晶进行温度控制，氢气携带含碳气体，送入沉积腔室，微波将碳氢混合气体激发成等离子体而使籽晶生长，该法还存在一些不足之处，由于晶体侧边与中心的生长环境差异，往往引起金刚石晶体上表面边角部位比中间部位生长速度快，能量局域集中导致温度不均匀，出现多晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石生长方法，其特征在于：所述生长方法包括如下步骤：S1、选取金刚石籽晶，选取大小合适、无明显瑕疵、质量良好的金刚石样品，并对金刚石样品进行预处理，得到光滑且清洗干净的金刚石籽晶；S2、选取陪料，选取大小合适、无明显瑕疵的球形的陪料；S3、金刚石籽晶转移，将金刚石籽晶和陪料放置在微波增强等离子体化学气相沉积设备沉积腔内的样品托上；S4、抽真空，利用进出气设备将微波增强等离子体化学气相沉积设备沉积腔内抽成真空状态，并利用微波增强等离子体化学气相沉积设备的转动轴带动样品托运动；S5、金刚石生长，利用加气设备向微波增强等离子体化学气相沉积设备沉积腔内通入混合工艺气体，达到初始化气压后，开启微波增强等离子体化学气相沉积设备的微波源，并同步增加微波功率，当金刚石籽晶的温度达到设定温度后，保持生长工艺稳定，使金刚石生长；S6、取出金刚石成品，S5步骤中金刚石籽晶生长到设定时间后，逐步降低工艺气体的流量以及微波源的功率及腔压，直至微波功率降到设定值后关断工艺气体及微波电源，继续抽真空，当真空度达到设定值后，通过进出气设备通入空气破真空，当微波增强等离子体化学气相沉积设备沉积腔内的压力恢复到环境压力后，取出长大的金刚石成品。2.根据权利要求1所述的一种金刚石生长方法，其特征在于：所述S1步骤中对金刚石样品进行预处理的步骤为：步骤一、研磨处理，利用研磨设备对金刚石样品进行研磨处理，得到表面光滑的金刚石样品；步骤二、超声波清洗处理，将步骤一中的金刚石样品放入盛有清洗液的清洗容器内，并将容器放入超声波清洗设备的清洗槽中，在超声波下进行清洗；步骤三、第一次干燥处理，将步骤二中清洗后的金刚石样品放入烘干设备中，进行烘干处理；步骤四、化学清洗处理，将步骤三中干燥后的金刚石样品放入化学清洗液中进行浸泡；步骤五、第二次干燥处理，将步骤四中清洗好的金刚石样品放入烘干...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新强，王忠强，刘南柳，陶仁春，王琦，张国义，
申请(专利权)人：北京大学东莞光电研究院，
类型：发明
国别省市：