一种单晶金刚石外延生长方法技术

本发明专利技术提供一种单晶金刚石外延生长方法，涉及单晶生长技术领域。包括以下步骤：在单晶金刚石晶种生长面上第一轮外延生长，得到单晶金刚石Ⅰ；切割单晶金刚石Ⅰ生长面，在切割后的单晶金刚石Ⅰ的生长面上进行至少一个轮次的外延生长，每轮生长前对生长面切割，最后一轮生长完对生长面切割后得到单晶金刚石Ⅱ；对单晶金刚石Ⅱ的底面进行切割，将切割后底面作为生长面，在生长面上进行至少一个轮次的外延生长，每轮生长前对生长面进行切割，最后一轮生长完对生长面切割后得到单晶金刚石。在重复生长过程中通过切割新生长的单晶金刚石，以及换边生长，降低单晶金刚石成品的缺陷密度，得到超过原始晶种厚度至少700％的大尺寸、高质量的单晶金刚石。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单晶生长，具体涉及一种单晶金刚石外延生长方法。

技术介绍

1、金刚石具有最宽的禁带宽度、高载流子迁移率、最高的热导率、良好的化学惰性和优异的抗辐射性能，在多领域中均有很大的应用前景。高温、高压(hpht)技术和化学气相沉积(cvd)是单晶金刚石(scd)的人工合成的主要方法，但hpht技术引入了杂质元素使得掺杂浓度难以精确控制，且限制了金刚石的尺寸(直径不超过15mm)。

2、cvd技术通过精确监控金刚石的生长条件、调整生长过程的化学反应受到技术人员的普遍关注。目前cvd生长大尺寸金刚石主要有3种技术：单颗生长技术、拼接生长技术以及异质外延生长技术。拼接生长技术主要为马赛克拼接法，其拼接缝应力、位错严重；异质外延生长技术需要缓冲层、位错密度高。

3、单颗生长技术的优势在于其生长晶体质量相对较高，位错密度相对较小(大约在104cm-2量级)。但金刚石单晶随着生长次数的增加会出现晶格劣化现象，英寸级金刚石单晶较难获得，且在晶体生长时由于各种气体参数的难控制性、难平衡性，会导致在生产珠宝级金刚石过程中多次无效生长而增加生产成本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单晶金刚石外延生长方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的单晶金刚石外延生长方法，其特征在于，所述步骤(2)中每次切割生长面的厚度为0.01～0.8mm；所述步骤(3)中的每次切割生长面的厚度为0.01～0.8mm，所述步骤(3)中的切割底面的厚度为0.05～0.1mm。

3.如权利要求2所述的单晶金刚石外延生长方法，其特征在于，所述步骤(2)中首次切割单晶金刚石Ⅰ的生长面的厚度为0.05～0.2mm。

4.如权利要求1所述的单晶金刚石外延生长方法，其特征在于，所述步骤(1)中的单晶金刚石晶种的晶面取向为(100)。

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【技术特征摘要】

1.一种单晶金刚石外延生长方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的单晶金刚石外延生长方法，其特征在于，所述步骤(2)中每次切割生长面的厚度为0.01～0.8mm；所述步骤(3)中的每次切割生长面的厚度为0.01～0.8mm，所述步骤(3)中的切割底面的厚度为0.05～0.1mm。

3.如权利要求2所述的单晶金刚石外延生长方法，其特征在于，所述步骤(2)中首次切割单晶金刚石ⅰ的生长面的厚度为0.05～0.2mm。

4.如权利要求1所述的单晶金刚石外延生长方法，其特征在于，所述步骤(1)中的单晶金刚石晶种的晶面取向为(100)。

5.如权利要求1-4任一项所述的单晶金刚石外延生长方法，其特征在于，所述步骤(1)-(3)中的单晶金刚...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱肖华，王壮壮，孙路遥，
申请(专利权)人：河南天璇半导体科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

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