【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金刚石薄膜沉积领域，特别是一种基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法。
技术介绍
1、金刚石晶体由碳原子组成，每个碳原子以sp3杂化轨道形式与其它4个碳原子形成共价键，构成正四面体。金刚石立方晶体结构的c-c键长0.15nm。碳原子较小的体积和较轻的质量，以金刚石结构结合在一起后，形成了非常强的共价键，金刚石出色的电学、光学、机械以及结构特性等就来源于此，基于金刚石具有诸多优异的力、热、光、电等性质，优良的化学惰性，以及很好的热稳定性等，在机械、光学、电子学及声学等领域都有着广阔的应用前景，但是由于其数量稀少且价格昂贵，早期在现实中的应用是十分有限的。千百年来，金刚石最为广泛的应用是作为珠宝和刀具，然而金刚石出色的物理性质使得该材料在现今被广泛应用于多种行业，如复合研磨剂、微机电系统(mems)、反应容器与电极、光学窗口、微波窗口、光滤波器与光波导器件、声表面波器件(saw)、热沉材料等。
2、而将金刚石以薄膜的形式附着在各类材料上后，可以对材料的强度，寿命，散热能力大幅提高，因此，将各类材料进行金刚石薄膜的覆盖就成为了一个非常具有实用价值的研究方向。
3、目前，大多使用各类cvd设备进行金刚石镀膜，如mpcvd、hfcvd、dccvd、rfcvd等。在高温高压的环境下在基材上进行金刚石的沉积。但是只能在热匹配与晶格匹配的材料上进行镀膜，如果晶格不匹配或者热失配，则无法进行镀膜，即使镀膜镀上去，薄膜的附着力也不够好，容易脱落。
技术实现思路
1、
2、为了实现以上目的，本专利技术的技术方案为：
3、一种基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，包括以下步骤：
4、1)提供基板，对基板进行清洗和干燥，将干燥后的基板进行预处理，使预处理后的基板带有电荷，预处理的方式包括加热处理或者浸渍处理；
5、2)提供金刚石微粒，对金刚石微粒进行预处理，使预处理后的金刚石微粒带有与预处理后的基板相反的电荷，预处理的方式包括加热处理或者浸渍处理；
6、3)将预处理后的金刚石微粒溶于能够保持预处理后的金刚石电荷不变的溶液，得到金刚石溶液，将预处理后的基板浸润在金刚石溶液中，得到表面覆盖有金刚石的基板；
7、4)将表面覆盖有金刚石的基板进行清洗和干燥，并将干燥后的表面覆盖有金刚石的基板进行加热，加热完成后降温取出，得到表面覆盖有纳米级金刚石薄膜的基板。
8、作为优选，基板包括但不限于碳化硅、石英、蓝宝石、硅、氮化镓、氮化硅、氮化铝和金刚石中的其中一种。
9、作为优选，步骤1和2中的加热处理具体包括：将干燥后的基板进行加热，加热至200～600℃后在富氧气氛或富氢气氛中保温1～100min，随后自然降温，在富氧气氛下使基板或金刚石微粒带上负电荷，在富氢气氛下使基板或金刚石微粒带上正电荷。
10、作为优选，步骤1和2中的浸渍处理具体包括：
11、将干燥后的基板使用强阴离子聚电解质或强阳离子聚电解质的水溶液进行浸渍，其中，浸渍时间为1～60min，强阴离子聚电解质包括pss溶液或cmcna溶液，在强阴离子聚电解质内浸渍使基板或金刚石微粒带上负电荷，强阳离子聚电解质包括pdda溶液，在强阳离子聚电解质内浸渍使基板或金刚石微粒带上正电荷；
12、浸渍完成后将基板取出，并用去离子水清洗干净，并在氮气气氛下干燥。
13、作为优选，预处理后的基板带有负电荷，其zeta负电位的大小为-50～-30mv，预处理后的金刚石微粒带有正电荷，其zeta正电位的大小为+30～+50mv。
14、作为优选，预处理后的基板带有正电荷，其zeta正电位的大小为+30～+50mv，预处理后的金刚石微粒带有负电荷，其zeta负电位的大小为-50～-30mv。
15、作为优选，步骤2中金刚石微粒的大小为1～1000nm。
16、作为优选，步骤3中能够保持预处理后的金刚石电荷不变的溶液为去离子水或甲醛，浸润时间为1～60min，并且浸润时金刚石溶液高于预处理后的基板5mm以上。
17、作为优选，步骤4中将干燥后的表面覆盖有金刚石的基板在甲烷与氢气的混合气氛进行加热，具体包括：将干燥后的表面覆盖有金刚石的基板放入mpcvd中加热至600～1000℃，并在甲烷与氢气的混合气氛下保温1～60min。
18、一种根据上述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法制备得到的覆盖有金刚石薄膜的基板。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
20、(1)本专利技术的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法能够在多种不同的基板上均沉积均匀且致密的金刚石薄膜，并且具有良好的附着力，不容易脱落。
21、(2)本专利技术的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法操作难度较低，较容易实现，能够在一些因为晶格失配与热失配导致的原本无法生长金刚石薄膜的基板上沉积金刚石薄膜。
22、(3)本专利技术的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法制备出的表面覆盖有纳米级金刚石薄膜的基板可作为半导体器件的基板，具有良好的前景和适用性，能够对半导体器件的生产和应用起到有利的帮助。
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1.一种基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，所述基板包括但不限于碳化硅、石英、蓝宝石、硅、氮化镓、氮化硅、氮化铝和金刚石中的其中一种。
3.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，所述步骤1和2中的加热处理具体包括：将所述干燥后的基板进行加热，加热至200～600℃后在富氧气氛或富氢气氛中保温1～100min，随后自然降温，在富氧气氛下使基板或金刚石微粒带上负电荷，在富氢气氛下使基板或金刚石微粒带上正电荷。
4.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，所述步骤1和2中的浸渍处理具体包括：
5.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，所述预处理后的基板带有负电荷，其zeta负电位的大小为-50～-30mV，所述预处理后的金刚石微粒带有正电荷，其zeta正电位的大小为+30～+50mV。
6.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚
7.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，所述步骤2中金刚石微粒的大小为1～1000nm。
8.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，所述步骤3中能够保持所述预处理后的金刚石电荷不变的溶液包括去离子水或甲醛，浸润时间为1～60min，并且浸润时所述金刚石溶液高于所述预处理后的基板5mm以上。
9.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，所述步骤4中将干燥后的表面覆盖有金刚石的基板在甲烷与氢气的混合气氛进行加热，具体包括：将干燥后的表面覆盖有金刚石的基板放入MPCVD中加热至600～1000℃，并在甲烷与氢气的混合气氛下保温1～60min。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法制备得到的覆盖有金刚石薄膜的基板。
...【技术特征摘要】
1.一种基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，所述基板包括但不限于碳化硅、石英、蓝宝石、硅、氮化镓、氮化硅、氮化铝和金刚石中的其中一种。
3.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，所述步骤1和2中的加热处理具体包括：将所述干燥后的基板进行加热，加热至200～600℃后在富氧气氛或富氢气氛中保温1～100min，随后自然降温，在富氧气氛下使基板或金刚石微粒带上负电荷，在富氢气氛下使基板或金刚石微粒带上正电荷。
4.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，所述步骤1和2中的浸渍处理具体包括：
5.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的金刚石薄膜沉积方法，其特征在于，所述预处理后的基板带有负电荷，其zeta负电位的大小为-50～-30mv，所述预处理后的金刚石微粒带有正电荷，其zeta正电位的大小为+30～+50mv。
6.根据权利要求1所述的基于静电自组装法的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈祺，张粉红，
申请(专利权)人：化合积电厦门半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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