【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金刚石生长领域，涉及一种基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的方法。
技术介绍
1、金刚石是由碳元素组成，具有立方晶型构造的结晶体。金刚石在已知的所有材料中具有最高的硬度，以及优异的光学、热学性能，广泛应用于各种工业加工及半导体行业。
2、金刚石的晶体生长，有两种技术路径。一种是高温高压，这种方法模拟金刚石在天然地质条件下形成金刚石晶体，一般会使用4-7gpa的高压和1000-1500℃的高温条件。另一种方法是cvd方法，在真空条件下，金刚石的原子在金刚石晶种上面通过层状生长的方式形成金刚石晶体。在各种金刚石生长cvd生长方式中，mpcvd生长由于具有高纯度，晶体质量高等优势从而逐步成为目前主流的生长方式。
3、mpcvd生长中，晶种的选用以及处理一直是提高生产良率核心因素，晶种的选用一般通过晶种的尺寸、晶向、晶面等参数来控制。目前的mpcvd生长中，基于成本、工艺等因素，一般选用(001)晶面的金刚石晶种，晶种的边长一般在7到40mm之间，晶种厚度一般在0.3到1.5mm之间；对于晶种四边的晶向，mpcvd生长中一般有两种类型，一种四边是<100>晶向的，另一种是四边是<110>晶向的，这两种晶向相对比较容易控制生长方向，能够保证金刚石生长的良品率。
4、在mpcvd生长金刚石的工艺中，如果使用2.45ghz的微波频率，目前的生长台直径在50mm到100mm之间；如果使用915mhz的微波频率，生长台直径在100到300mm之间。由于晶种的尺寸
5、1)零间隙摆放，晶种之间都挨在一起，晶种之间的生长会相互影响；
6、2)间隙摆放，参见图1，晶种之间的间隙控制在0.3到1.5mm之间，间隙的选择和工艺参数相匹配。在这种生长方式下，两种晶种都在生长中采用。由于金刚石生长速率的各向异性，晶种之间的相互作用分为以下两种情况；
7、对于<100>边的晶种，一般都会在晶种平面方向向外生长，最终会导致相邻的两个晶种相互接触，最后一颗晶种的表面会延伸到另一个晶种的表面，最后导致被覆盖的晶种有一部分表面没有单晶在垂直方向的生长，而晶面延伸的晶种，延伸部分的晶体一般也很难利用，最后导致良率降低；
8、对于<110>边的晶种，在晶体生长过程中，<110>的边会向内收缩，导致生长表面缩小，最后形成锥体，最后导致整体产出降低。
9、总而言之，这两种方式都会导致产出降低和良率降低。基于此，如何减少金刚石晶体生长过程中的相互干涉，是现有技术亟需要解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的方法，能够避免金刚石晶体在生长过程中相互之间的干涉和挤压，保障生长台上的所有晶种都能够平衡、稳定的生长。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。
3、本专利技术提供一种基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的方法，包括有以下步骤：
4、s1：选用合适的金刚石晶种，并将金刚石晶种清洗干净；
5、s2：对金刚石的四边进行激光刻蚀，使晶种的边缘形成容易生长石墨的石墨区域；
6、s3：将晶种放入mpcvd腔体，进行金刚石毛坯生长；
7、s4：对生长结束的毛坯进行切割打磨处理，去除边缘的多晶和石墨，成为金刚石单晶。
8、进一步地，步骤s1中，所述金刚石晶种的边长在7-50mm之间，四边的方向和<100>晶相平行。
9、进一步地，步骤s1中，金刚石晶种的清洗过程为：酸洗、有机溶剂清洗、去离子水清洗，除去晶种表面的附着物。
10、进一步地，步骤s2中，由于石墨上面无法生长金刚石单晶，只能够生长石墨，通过激光刻蚀形成石墨区域后，相当于形成一个阻隔区，避免晶种沿着边缘进行水平的单晶生长，进而避免晶种水平扩张，减少金刚石晶体生长相互干涉。
11、进一步地，步骤s2中，石墨区域的厚度超过0.05mm，石墨区域和边线的光滑度达到5umra以上。
12、进一步地，步骤s2中，所述石墨区域的形状采用锯齿、矩形其中之一，若为锯齿状，则锯齿的方向和<110>方向平行，锯齿的宽度不超过1mm；若为矩形，则矩形的四边和<100>方向平行，矩形的宽度不超过1mm。
13、进一步地，步骤s3中，生长条件为：
14、工艺气体：载流气体为h2，流量范围500sccm到10slm；碳源为ch4，流量为h2的6-14％；着色气体为n2，n2通过纯氮气的方式或者混合气体的方式加入，n2含量为ch4的10ppm到8000ppm；
15、生长压力：80-250torr；
16、生长功率：微波功率5kw到70kw；
17、生长温度：为900-1300摄氏度；
18、生长速率：6-500um/hr。
19、本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比：本专利技术通过在晶种的四个侧面进行激光蚀刻，使晶种的边缘变为容易生长石墨的石墨区域，形成一个阻隔区，避免晶种沿着边缘进行水平的单晶生长，进而避免晶种水平扩张，减少金刚石晶体生长相互干涉。
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1.基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的方法，包括有以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的方法，其特征在于，步骤S1中，所述金刚石晶种的边长在7-50mm之间，四边的方向和<100>晶相平行。
3.如权利要求1所述的基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的方法，其特征在于，步骤S1中，金刚石晶种的清洗过程为：酸洗、有机溶剂清洗、去离子水清洗，除去晶种表面的附着物。
4.如权利要求1所述的基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的方法，其特征在于，步骤S2中，石墨区域的厚度超过0.05mm，石墨区域和边线的光滑度达到5umRa以上。
5.如权利要求1所述的基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的方法，其特征在于，步骤S2中，所述石墨区域的形状采用锯齿、矩形其中之一，若为锯齿状，则锯齿的方向和<110>方向平行，锯齿的宽度不超过1mm；若为矩形，则矩形的四边和<100>方向平行，矩形的宽度不超过1mm。
6.如权
...【技术特征摘要】
1.基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的方法，包括有以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的方法，其特征在于，步骤s1中，所述金刚石晶种的边长在7-50mm之间，四边的方向和<100>晶相平行。
3.如权利要求1所述的基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的方法，其特征在于，步骤s1中，金刚石晶种的清洗过程为：酸洗、有机溶剂清洗、去离子水清洗，除去晶种表面的附着物。
4.如权利要求1所述的基于边缘激光蚀刻处理减少金刚石晶体生长相互干涉的...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖佳，李再强，王海明，
申请(专利权)人：深圳左文科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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