一种限制CVD金刚石晶种漂移的方法技术

本发明专利技术提供一种限制CVD金刚石晶种漂移的方法，对沉积平台中钼片进行前处理，包括如下步骤：1)所述钼片在第一气体条件下进行刻蚀，其中，所述第一气体包括氢气/和氧气；2)将步骤1)得到的钼片在第二气体条件下进行生长，其中，所述第二气体包括氢气、甲烷/和选自氧气和氮气中的至少一种。本发明专利技术能够限制CVD晶种漂移，减少金刚石晶种的抖动、滑移等情况。滑移等情况。

【技术实现步骤摘要】
一种限制CVD金刚石晶种漂移的方法


[0001]本专利技术涉及金刚石
，特别是涉及一种限制CVD金刚石晶种漂移的方法。

技术介绍

[0002]在CVD金刚石晶种生长初期，由于晶种较薄，质量较轻，晶种底部与沉积平台如钼片接触面光华摩檫力不够，在升温过程种由于钼片表面吸附的气体脱吸附，使得金刚石与钼片形成“气垫”，容易造成样品移动，到处飘动，甚至漂出钼片区域，无法生长。常用的处理方法有钼片开槽限制晶种漂移的范围、钼片表面毛化等，但晶种仍然有可能飞出槽外，导致生长中断。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种限制CVD金刚石晶种漂移的方法，以解决现有技术中金刚石晶种漂移的问题。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种限制CVD金刚石晶种漂移的方法，对沉积平台中钼片进行前处理，包括如下步骤：
[0005]1)所述钼片在第一气体条件下进行刻蚀，其中，所述第一气体包括氢气/和氧气；
[0006]所述刻蚀在化学气相沉积设备内进行；
[0007]2)将步骤1)得到的钼片在第二气体条件下进行生长，其中，所述第二气体包括氢气、甲烷/和选自氧气和氮气中的至少一种。
[0008]钼片进行前处理后会在钼片表面生长一层多晶金刚石层，多晶金刚石不容易吸附气体，故可以减少气体脱吸附时气垫的形成；另外多晶一般为尖角形状，容易形成气体通路，故样品很难被气浮起来。除此之外，表面均匀的多晶有利于形成均匀且良好的散热，使得样品温度更加一致。
[0009]优选地，在所述钼片进行刻蚀前，将所述钼片进行喷砂毛化。
[0010]更优选地，使用选自金刚砂、碳化硅和刚玉中至少一种对所述钼片进行喷砂毛化，目数为60～300目，如60～200目或200～300目；具体的，刚玉可以为白刚玉和/或棕刚玉等；
[0011]和/或，在所述钼片进行喷砂毛化后，将所述钼片进行清洗；所述清洗可以为酸洗、水洗、酒精清洗、丙酮超声清洗等中的至少一种；
[0012]和/或，在所述钼片进行喷砂毛化前，将所述钼片进行开槽，限制金刚石晶种漂移的范围。
[0013]优选地，步骤1)中，氢气流量为100～1000sccm，如100～400sccm或400～1000sccm；
[0014]和/或，氧气流量为0～10sccm，如0～0.15sccm或0.15～10sccm；
[0015]和/或，刻蚀温度为600～900℃，如600～820℃或820～900℃；
[0016]和/或，刻蚀时间为0.1～2h，如0.1～0.5h或0.5～2h。
[0017]优选地，步骤2)中，将步骤1)得到的钼片升温至800℃以上后再在所述第二气体条
件下进行生长。
[0018]优选地，步骤2)中，氢气流量为200～600sccm，如200～300sccm或300～600sccm。
[0019]优选地，步骤2)中，甲烷流量为10～50sccm，如10～30sccm或30～50sccm；
[0020]和/或，氧气流量为0～2sccm，如0～1.5sccm或1.5～2sccm；
[0021]和/或，氮气流量为0～0.5sccm，如0～0.02sccm或0.02～0.5sccm。
[0022]优选地，步骤2)中，通入所述第二气体后保持温度在800～1000℃进行生长，如800～880℃或880～1000℃。
[0023]更优选地，保持温度的时间为0.2～4h，如0.2～2h或2～4h。
[0024]优选地，还包括：将金刚石晶种放置于前处理后的钼片上进行刻蚀，然后通过化学气相沉积的方法生长。
[0025]如上所述，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术能够限制CVD晶种漂移，减少金刚石晶种的抖动、滑移等情况。
具体实施方式
[0026]下面结合实施例进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法及未说明配方的试剂均为按照常规条件或者制造商建议的条件进行或配置。
[0027]实施例1
[0028]1)钼片开槽：样品(金刚石晶种)9.0*9.0*0.30mm厚度，开槽尺寸为9.3*9.3*0.20mm；
[0029]2)钼片喷砂毛化：使用200目刚玉砂子对钼片进行喷砂毛化，直至表面均匀一致；
[0030]3)清洗钼片：水洗、乙醇洗、丙酮超声清洗；
[0031]4)钼片前处理：
[0032]刻蚀：放入化学气相沉积设备内抽真空，通入400sccm氢气，刻蚀温度为820℃，刻蚀时间为0.5h；
[0033]生长：通入300sccm氢气，30sccm甲烷，1.5sccm氧气、0.02sccm氮气，升温至880℃生长2h后缓慢降温关机；
[0034]5)放入样品后，样品刻蚀正常生长，通入甲烷瞬间到甲烷完全通完后观察样品无明显前后左右晃动，样品亦未飞出槽。样品温度差异30℃以内，后续稳定生长；其中，通入氢气和氧气进行刻蚀，氢气流量为600sccm，氧气流量为0.5sccm，刻蚀温度为800℃，刻蚀时间为2h；通入氢气和甲烷进行生长，化学气相沉积功率为5000W，化学气相沉积气压为20kpa，化学气相沉积温度为980℃，氢气流量为600sccm，甲烷流量为30sccm。
[0035]实施例2
[0036]1)钼片开槽：样品(金刚石晶种)9.0*9.0*0.30mm厚度，开槽尺寸为9.3*9.3*0.20mm；
[0037]2)钼片喷砂毛化：使用300目碳化硅对钼片进行喷砂毛化，直至表面均匀一致；
[0038]3)清洗钼片：水洗、乙醇洗、丙酮超声清洗；
[0039]4)钼片前处理：
[0040]刻蚀：放入化学气相沉积设备内抽真空，通入1000sccm氢气，10sccm氧气，刻蚀温
度为900℃，刻蚀时间为0.1h；
[0041]生长：通入600sccm氢气，50sccm甲烷，2sccm氧气、0.5sccm氮气，升温至1000℃生长4h后缓慢降温关机；
[0042]5)放入样品后，样品刻蚀正常生长，通入甲烷瞬间到甲烷完全通完后观察样品无明显前后左右晃动，样品亦未飞出槽。样品温度差异30℃以内，后续稳定生长；其中，通入氢气和氧气进行刻蚀，氢气流量为600sccm，氧气流量为0.5sccm，刻蚀温度为800℃，刻蚀时间为2h；通入氢气和甲烷进行生长，化学气相沉积功率为5000W，化学气相沉积气压为20kpa，化学气相沉积温度为980℃，氢气流量为600sccm，甲烷流量为30sccm。
[0043]实施例3
[0044]1)钼片开槽：样品(金刚石晶种)9.0*9.0*0.30mm厚度，开槽尺寸为9.3*9.3*0.20mm；
[0045]2)钼片喷砂毛化：使用60目金刚砂对钼片进行喷砂毛化，直至表面均匀一致；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种限制CVD金刚石晶种漂移的方法，其特征在于，对沉积平台中钼片进行前处理，包括如下步骤：1)所述钼片在第一气体条件下进行刻蚀，其中，所述第一气体包括氢气/和氧气；2)将步骤1)得到的钼片在第二气体条件下进行生长，其中，所述第二气体包括氢气、甲烷/和选自氧气和氮气中的至少一种。2.如权利要求1所述的限制CVD金刚石晶种漂移的方法，其特征在于，在所述钼片进行刻蚀前，将所述钼片进行喷砂毛化。3.如权利要求2所述的限制CVD金刚石晶种漂移的方法，其特征在于，使用选自金刚砂、碳化硅和刚玉中至少一种对所述钼片进行喷砂毛化，目数为60～300目；和/或，在所述钼片进行喷砂毛化后，将所述钼片进行清洗；和/或，在所述钼片进行喷砂毛化前，将所述钼片进行开槽。4.如权利要求1所述的限制CVD金刚石晶种漂移的方法，其特征在于，步骤1)中，氢气流量为100～1000sccm；和/或，氧气流量为0～10sccm；和/或，刻蚀温度为600～900℃；和/或，刻蚀时间为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王垒，
申请(专利权)人：上海晶世创新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：