金刚石表面加工的方法技术

本发明专利技术公开了一种金刚石表面加工的方法

【技术实现步骤摘要】
金刚石表面加工的方法、装置和应用


[0001]本专利技术涉及金刚石表面处理
，具体而言，涉及一种金刚石表面加工的方法
、
装置和应用
。

技术介绍

[0002]随着半导体行业的快速发展，金刚石由于具有较高的禁带宽度
、
更高的载流子迁移率
、
更高的击穿电场以及更大的热导率因此被广泛关注，其可以满足未来大功率
、
强电场和抗辐射等方面的需求，是制作功率半导体器件的理想材料
。
在智能电网
、
轨道交通等领域有着广阔的应用前景
。
但是原始金刚石的表面粗糙度较大，无法直接在半导体领域中应用，需要对其进行处理以降低表面粗糙度
。
[0003]目前金刚石常用的降低表面粗糙度的方法包括研磨和抛光，其中抛光有机械抛光
、
化学抛光
、
能量辅助抛光等；机械抛光容易使得金刚石片破裂，且抛光时间长；化学抛光效率较低
、
成本高；而能量辅助抛光对设备要求较高，因此亟需提出一种新的对金刚石表面进行处理的方法，以解决上述任一问题
。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种金刚石表面加工的方法
、
装置和应用
。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种金刚石表面加工的方法，包括采用第一激光束对金刚石表面进行石墨化处理，采用第二激光束对金刚石表面进行去石墨化处理，且第二激光束的入射方向与金刚石石墨化的表面平行，第一激光束与第二激光束的入射方向相交
。
[0008]在可选的实施方式中，第一激光束与第二激光束的入射方向垂直
。
[0009]在可选的实施方式中，加工过程中，金刚石以中心为轴进行旋转，金刚石每转完一圈，向第二激光束的入射方向相反的方向移动
。
[0010]在可选的实施方式中，金刚石旋转的速度为线速度为
0.5
～
2mm/s
，移动的速度为
15
～
50
μ
m/s。
[0011]在可选的实施方式中，第一激光束的激光平均功率为2～
5W
，脉宽为
80
～
150fs
，频率为
40
～
100kHz。
[0012]在可选的实施方式中，第二激光束的激光平均功率为4～
10W
，脉宽为
100
～
300fs
，频率为
30
～
60kHz。
[0013]在可选的实施方式中，对金刚石表面进行石墨化处理完成的同时采用第二激光束对金刚石表面进行去石墨化处理
。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种金刚石表面加工的装置，适用于如前述实施方式任一项的方法，包括激光器
、
夹具
、
转轴
、
滑动件和控制单元；夹具用于固定金刚石，夹具固定在转轴上，且转轴相对的另一端固定在滑动件上，转轴和滑动件均与控制单元通信连接
。
[0015]激光器包括第一激光器和第二激光器，激光器与夹具间隔设置，且第二激光器的激光入射方向与夹具的径向平行，第二激光器的激光入射方向与第一激光器的激光入射方向相交
。
[0016]在可选的实施方式中，第二激光器的激光入射方向与第一激光器的激光入射方向垂直
。
[0017]第三方面，本专利技术提供一种如前述实施方式任一项的方法在金刚石抛光领域的应用
。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术提供一种金刚石表面加工的方法
、
装置和应用，通过采用两束激光束对金刚石表面进行处理，一束激光对金刚石表面进行石墨化，另一束激光沿着径向方向对金刚石侧面进行烧蚀去除石墨化层，两束激光抛光能够提高金刚石的抛光效率，获得符合半导体领域表面粗糙度需求的金刚石材料，同时由于采用激光去除石墨化层，不会对石墨化层进行加压，能够有效降低基体损伤的风险
。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图
。
[0021]图1为本专利技术实施例提供的金刚石表面加工的装置的结构示意图
。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述
。
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行
。
所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品
。
[0023]以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述
。
[0024]第一方面，本专利技术提供一种金刚石表面加工的方法，包括采用第一激光束对金刚石表面进行石墨化处理，采用第二激光束对金刚石表面进行去石墨化处理，且第二激光束的入射方向与金刚石石墨化的表面平行，且以能够去除金刚石石墨化的表面为宜，第一激光束与第二激光束的入射方向相交
。
[0025]本专利技术通过采用两束激光束对金刚石表面进行处理，一束激光对金刚石表面进行石墨化，另一束激光沿着径向方向对金刚石侧面进行烧蚀去除石墨化层，两束激光抛光能够提高金刚石的抛光效率，获得符合半导体领域表面粗糙度需求的金刚石材料，同时由于采用激光去除石墨化层，不会对石墨化层进行加压，能够有效降低基体损伤的风险
。
[0026]在可选的实施方式中，第一激光束与第二激光束的入射方向垂直
。
垂直入射能够更好得对金刚石表面进行石墨化处理
。
[0027]在可选的实施方式中，为了保证金刚石的表面完全被石墨化，在加工过程中，金刚石以中心为轴进行旋转，金刚石每转完一圈，向第二激光束的入射方向相反的方向移动
。
[0028]在可选的实施方式中，金刚石旋转的速度为线速度为
0.5
～
2mm/s
，移动的速度为
15
～
50
μ
m/s。
[0029]在可选的实施方式中，第一激光束的激光平均功率为2～
5W
，脉宽为
80
～
150fs
，频率为
40
～
100kHz。
[0030]在可选的实施方式中，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种金刚石表面加工的方法，其特征在于，包括采用第一激光束对金刚石的表面进行石墨化处理，采用第二激光束对金刚石的表面进行去石墨化处理，且所述第二激光束的入射方向与所述金刚石石墨化的表面平行，所述第一激光束与第二激光束的入射方向相交
。2.
根据权利要求1所述的金刚石表面加工的方法，其特征在于，所述第一激光束与第二激光束的入射方向垂直
。3.
根据权利要求1所述的金刚石表面加工的方法，其特征在于，加工过程中，所述金刚石以中心为轴进行旋转，所述金刚石每转完一圈，向第二激光束的入射方向相反的方向移动
。4.
根据权利要求3所述的金刚石表面加工的方法，其特征在于，所述金刚石旋转的线速度为
0.5
～
2mm/s
，移动的速度为
15
～
50
μ
m/s。5.
根据权利要求1所述的金刚石表面加工的方法，其特征在于，所述第一激光束的激光平均功率为2～
5W
，脉宽为
80
～
150fs
，频率为
40
～
100kHz。6.
根据权利要求1所述的金刚石表面加工的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗子艺，蔡得涛，刘伟清，韩善果，
申请(专利权)人：广东省科学院中乌焊接研究所，
类型：发明
国别省市：