一种单晶金刚石的制备方法技术

本发明专利技术属于金刚石制备领域，公开了一种单晶金刚石的制备方法。包括以下步骤：挑选高度接近的籽晶，进行酸洗处理；准备基板台，在基板台的上表面镀一层碳膜，碳膜厚度为5~10μm，镀膜完成后清洗、干燥；将酸洗后的籽晶放入镀膜后的基板台，再将基板台放进沉积腔体中，抽真空后开始通入氢气，开启微波刻蚀；刻蚀完成后，通入甲烷、二氧化碳、氩气、氮气的混合气体，生长；生长完成后，停止通入甲烷，在生长温度的基础上提高100~150℃，保温，然后降温至室温，得单晶金刚石。本发明专利技术极大改善籽晶上的温度分布，促进生长面平整，可大批量制备中高品质高平整度单晶金刚石。平整度单晶金刚石。平整度单晶金刚石。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶金刚石的制备方法


[0001]本专利技术属于金刚石制备领域，具体涉及一种单晶金刚石的制备方法。

技术介绍

[0002]微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）凭借其等离子体密度大、无电极污染等优势，目前已成为制备大尺寸高品质金刚石的首选方案。在MPCVD的沉积过程中，所使用基板台的结构特征以及所使用的制备方法对金刚石的沉积速率和制备质量存在重要影响。
[0003]然而由于微波放电的“边沿效应”，导致在沉积金刚石时，籽晶的温度从边缘到中心逐渐减小，温差甚至可高达数十度，加之随着金刚石单晶生长面与基板台的高度差增加，金刚石单晶的“边沿效应”增强，最终导致制备出的金刚石表面平整度极差。并且生长时边缘多晶金刚石逐渐向籽晶内部扩展，最终导致单晶生长区域缩小。为获得较大单晶，在生长一段时间后必须停止生长，使得单次生长厚度较小；同时。由于生长过程中各籽晶底部与基板台接触情况不同，导致籽晶的散热不同，有时各籽晶温相差较大，导致制备的单晶金刚石品质不一致。
[0004]因此，有必要研发一种单晶金刚石制备的基板台结构以及与该结构相适配单晶金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶金刚石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）挑选高度接近的籽晶，进行酸洗处理；（2）准备基板台，在基板台的上表面镀一层碳膜，碳膜厚度为5~10μm，镀膜完成后清洗、干燥；（3）将步骤（1）酸洗后的籽晶放入步骤（2）所得镀膜后的基板台，再将基板台放进沉积腔体中，抽真空后开始通入氢气，开启微波，在温度为700~1000℃，压强为17~21kPa下，刻蚀0.5~2h；（4）刻蚀完成后，通入甲烷、二氧化碳、氩气、氮气，在压强为20~25kPa、温度为900~1050℃的环境中，生长180~200h；（5）生长完成后，停止通入甲烷、二氧化碳、氩气、氮气，在步骤（4）中生长温度的基础上提高100~150℃，保温1~2h，然后以100~200℃为梯度进行降温，并在各梯度温度保温1~2h，至室温，关闭微波，停止通入氢气，得单晶金刚石。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，酸洗处理中，酸液为王水、浓硫酸中的一种或多种；酸洗至籽晶表面没有气泡产生为止。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述高度接近的籽晶具体为：不同籽晶之间的高度差≤0.09mm。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述基板台包括圆柱形结构或圆台形结构的基板台主体，所述基板台主体的上表面设置圆形凹槽，所述圆形凹槽的底部设置多个容纳籽晶的网格凹槽；...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯曙光，于金凤，
申请(专利权)人：安徽光智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：