【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及单晶金刚石生长的，特别涉及一种用mpcvd法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法。
技术介绍
1、单晶金刚石在力学、热学、光学等个各方面具有良好的性能，因此在光学器件、半导体、电子器件等各方面都有被广泛使用。对于很多单晶金刚石制品，既可以使用天然金刚石，也可以使用合成金刚石。目前合成金刚石的主要方法有：高温高压(hthp)法和化学气相沉积法(cvd)，金刚石作为器件使用中，具有好的韧性很重要，因此会在生长过程中添加氮气，得到力学性能更好的金刚石，单晶金刚石通常拥有很紧密的晶格，如果有杂质进入其中，通常会出现很大的畸变。氮由于与空位进行结合可以释放部分畸变能，所以比较容易进入金刚石晶格中。但是会在掺氮层和非掺氮层之间出现明显界限。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的是提供一种用mpcvd法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，提高了金刚石的生长速率，可以改变单晶金刚石的结晶度以抑制裂纹的扩展，有效避免掺氮层与非掺氮层之间出现明显界限。为了实现根据本专利技术的上述目的和其他优点，提供了一种用mpcvd法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，包括：
2、s1、将单晶金刚石基材置于cvd装置中；
3、s2、将含碳气体引入于cvd装置中腔体中同时，通入一定比例的氮气；
4、s3、在引入气体的同时将室内的压力控制为6.6kpa至26.6kpa，且施加微波功率以加热至800℃至1200℃的室内温度；
5、s4、使得单晶金刚
6、优选的，含碳气体包括ch4、c2h6、c2h4、c2h2、ch3oh、(ch3)2co、co或co2。
7、优选的，步骤s2中通过将氮气与含碳气体一同引入室中，可以将氮作为杂质引入合成单晶金刚石中，且通过控制引入室内的气体中氮气的添加量，合成单晶金刚石中的杂质氮的浓度会发生变化。
8、优选的，该单晶金刚石包括一对主界面及多个主表面，且在主界面及多个主表面上均设置有第一变化方向及与第一变化方向相互垂直的第二变化方向。
9、优选的，主界面上的第一变化方向与第二变化方向与多个主表面上的第一变化方向与第二变化方向取向是不同的，且杂质浓度先沿第一变化方向变化，进而再沿第二变化方向变化。
10、优选的，杂质浓度沿着第一变化方向变化具有周期性，且杂质浓度在主界面及多个主表面由高浓度和杂质到低浓度杂质层的变化过程的距离均为0.1μm到1000μm之间。
11、优选的，在杂质浓度由高浓度和杂质到低浓度杂质层的变化过程中起点可能并非表面端部预定间隔的内侧，杂质浓度可以在各主表面上至少一部分沿着第一变化方向具有周期性。
12、优选的，在各主表面中，具有高杂质浓度的层和具有低杂质浓度的层的排列是中心对称的，在杂质浓度的周期性中，各周期具有相同的长度，并且具有较低杂质浓度的层会沿最高杂质浓度中心层对称，其中各周期具有相同的长度为每一个周期对应着宽度具有相同的长度。
13、本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：通过阶梯性浓度递增，逐渐掺入越多越高浓度的氮气，既提高了金刚石的生长速率，也可以改变单晶金刚石的结晶度以抑制裂纹的扩展，从而提高其作为切割工具时的耐磨性等。同时，逐步提升氮气浓度，可以有效避免掺氮层与非掺氮层之间出现明显界限。可以得到不一种单晶金刚石，其力学性能得到显著提高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用MPCVD法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种用MPCVD法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，含碳气体包括CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CH3OH、(CH3)2CO、CO或CO2。
3.如权利要求2所述的一种用MPCVD法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，步骤S2中通过将氮气与含碳气体一同引入室中，可以将氮作为杂质引入合成单晶金刚石中，且通过控制引入室内的气体中氮气的添加量，合成单晶金刚石中的杂质氮的浓度会发生变化。
4.如权利要求3所述的一种用MPCVD法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，该单晶金刚石包括一对主界面及多个主表面，且在主界面及多个主表面上均设置有第一变化方向及与第一变化方向相互垂直的第二变化方向。
5.如权利要求4所述的一种用MPCVD法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，主界面上的第一变化方向与第二变化方向与多个主表面上的第一变化方向与第二变化方向取向是不同的，且杂质浓度先沿第一变化方向变化，进而再沿第二变化
6.如权利要求5所述的一种用MPCVD法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，杂质浓度沿着第一变化方向变化具有周期性，且杂质浓度在主界面及多个主表面由高浓度和杂质到低浓度杂质层的变化过程的距离均为0.1μm到1000μm之间。
7.如权利要求6所述的一种用MPCVD法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，在杂质浓度由高浓度和杂质到低浓度杂质层的变化过程中起点可能并非表面端部预定间隔的内侧，杂质浓度可以在各主表面上至少一部分沿着第一变化方向具有周期性。
8.如权利要求7所述的一种用MPCVD法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，在各主表面中，具有高杂质浓度的层和具有低杂质浓度的层的排列是中心对称的，在杂质浓度的周期性中，各周期具有相同的长度，并且具有较低杂质浓度的层会沿最高杂质浓度中心层对称，其中各周期具有相同的长度为每一个周期对应着宽度具有相同的长度。
...【技术特征摘要】
1.一种用mpcvd法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种用mpcvd法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，含碳气体包括ch4、c2h6、c2h4、c2h2、ch3oh、(ch3)2co、co或co2。
3.如权利要求2所述的一种用mpcvd法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，步骤s2中通过将氮气与含碳气体一同引入室中，可以将氮作为杂质引入合成单晶金刚石中，且通过控制引入室内的气体中氮气的添加量，合成单晶金刚石中的杂质氮的浓度会发生变化。
4.如权利要求3所述的一种用mpcvd法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，该单晶金刚石包括一对主界面及多个主表面，且在主界面及多个主表面上均设置有第一变化方向及与第一变化方向相互垂直的第二变化方向。
5.如权利要求4所述的一种用mpcvd法阶梯性掺氮生长单晶金刚石的方法，其特征在于，主界面上的第一变化方向与第二变化方向与多个主表面上的第一变...
【专利技术属性】
技术研发人员：范冰庆，满卫东，
申请(专利权)人：上海征世科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。