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公开(公告)号：CN117702092B
公开(公告)日：2024-06-21
申请号：CN202311811511.7
申请日：2023-12-26
Applicant: 北京科技大学 , 河南飞孟金刚石股份有限公司
IPC: C23C16/511
Abstract: 一种双椭球腔式微波等离子体化学气相沉积装置，属于微波等离子体法化学气相沉积领域。装置包括：微波电源、矩形波导、三销钉调配器、短路活塞、同轴线模式转换器、不锈钢微波谐振腔外壳、平板石英窗、观察窗口、测温窗口、进气口、排气口、可升降式衬底台结构。微波谐振腔由从上至下分别由两个不同大小的椭球结构组成，其中上椭球结构的上焦点与同轴天线位置重合，上椭球结构下焦点与下椭球的上焦点位置重合，而下椭球结构下焦点与衬底台位置重合。平板石英窗安置于下椭球结构上焦点的下方。可升降式衬底台结构可上下运动。本装置主要用于制备单晶金刚石和多晶金刚石膜，可实现高功率、高腔压下金刚石单晶或大面积薄膜的高质量均匀沉积。
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公开(公告)号：CN117702092A
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202311811511.7
申请日：2023-12-26
Applicant: 北京科技大学 , 河南飞孟金刚石股份有限公司
IPC: C23C16/511
Abstract: 一种双椭球腔式微波等离子体化学气相沉积装置，属于微波等离子体法化学气相沉积领域。装置包括：微波电源、矩形波导、三销钉调配器、短路活塞、同轴线模式转换器、不锈钢微波谐振腔外壳、平板石英窗、观察窗口、测温窗口、进气口、排气口、可升降式衬底台结构。微波谐振腔由从上至下分别由两个不同大小的椭球结构组成，其中上椭球结构的上焦点与同轴天线位置重合，上椭球结构下焦点与下椭球的上焦点位置重合，而下椭球结构下焦点与衬底台位置重合。平板石英窗安置于下椭球结构上焦点的下方。可升降式衬底台结构可上下运动。本装置主要用于制备单晶金刚石和多晶金刚石膜，可实现高功率、高腔压下金刚石单晶或大面积薄膜的高质量均匀沉积。
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公开(公告)号：CN115466954A
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN202211222879.5
申请日：2022-10-08
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种金刚石/石墨烯/碳纳米管全碳基复合材料的制备方法，属于复合材料制备领域。首先对金刚石基底进行预处理，之后在金刚石表面镀覆催化层，接着采用直流喷射等离子体电弧炉对镀有催化层的金刚石进行快速热处理得到金刚石/石墨烯材料，然后镀覆或涂覆生长碳纳米管的催化剂，最后采用化学气相沉积法在石墨烯表面生长垂直碳纳米管，最终获得金刚石/石墨烯/碳纳米管全碳基复合材料。本发明复合材料制备方法工艺成熟，通过石墨烯作为中间过渡层以共价键分别连接金刚石和垂直阵列碳纳米管，具有稳定的键合方式，兼具优异的热学性能和独特的电学性能，实现了高稳定性、高性能全碳基复合功能材料的制备，有望满足未来功率电子器件的设计和应用。
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公开(公告)号：CN119876893A
公开(公告)日：2025-04-25
申请号：CN202411862463.9
申请日：2024-12-17
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/01 , C23C16/26 , C23C16/27 , C23C16/02 , C23C14/35 , C23C14/58 , C23C14/16 , B82Y40/00 , G02B5/00
Abstract: 本发明提供一种转移生长高密度垂直碳纳米管‑金刚石复合材料的方法，属于功能材料与器件制造技术领域。所述方法包括：在Si衬底表面生长高密度的VCNT；在VCNT‑Si复合材料基底表面多次进行形核液涂覆；采用CVD技术，逐渐在VCNT‑Si表面生长出连续金刚石薄膜；利用VCNT在金刚石衬底上的附着力优于Si衬底上的附着性能，分离Si与VCNT‑金刚石复合材料；去除VCNT‑金刚石复合材料表面多余的金属催化剂，得到全碳的VCNT‑金刚石复合材料。本发明采用碳纳米管嵌入金刚石内部形式加固高密度VCNT与金刚石衔接，基于一维和三维碳制备出全碳型同素异构复合体。该方法适合大尺寸、高密度、高均匀、界面强衔接与高传热效率的超黑VCNT‑金刚石复合材料的制备，可用于高辐射、强磁场等极端环境。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119020860A
公开(公告)日：2024-11-26
申请号：CN202411042771.7
申请日：2024-07-31
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种单晶与多晶共同沉积的方法和装置，属于微波等离子体化学气相沉积单晶金刚石技术领域。本发明通过偏压的施加引导等离子体中的离子轰击金刚石表面，提高轰击效率和离子利用率增强表面原子迁移能力，消除单晶边缘生长的多晶以及多晶晶体表面缺陷和石墨相，氩气的加入提高等离子体基团离化率并且扩大等离子体球范围，提高可沉积多晶金刚石面积。本发明设计了一种沉积台结构，在MPCVD沉积高质量单晶金刚石同时在边缘沉积多晶金刚石，通过散热槽道和电阻丝加热效果调控衬底边缘多晶衬底温度，达到单晶与多晶金刚石共同沉积的效果，提高沉积效率，获得高质量电子级金刚石单晶与多晶金刚石膜，为金刚石半导体与多晶金刚石散热应用提供基础材料。
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公开(公告)号：CN118996392A
公开(公告)日：2024-11-22
申请号：CN202411015068.7
申请日：2024-07-26
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/511
Abstract: 本发明属于微波等离子体法化学气相沉积领域，具体涉及一种多个等离子体源组合式表面波等离子体化学气相沉积装置。包括：5.8 GHz微波电源、矩形波导、三销钉调配器、短路活塞、铜天线、石英介质腔、不锈钢外壁、观察窗口、可水平转动式衬底台结构、衬底加热系统。铜天线安装于矩形波导上，微波经铜天线耦合在石英介质腔下方激发等离子体并伴随表面波。三个等离子体源各自呈120°夹角排列组合，以实现大面积等离子体放电。产生的等离子体在石英介质腔内向下扩散，用于金刚石沉积或表面改性的基底置于反应室底部，衬底台可水平旋转以提高沉积均匀性。本装置主要应用于在热敏感材料上制备金刚石涂层，大尺寸金刚石同质外延，以及材料的表面官能团改性。
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公开(公告)号：CN118028972B
公开(公告)日：2024-09-27
申请号：CN202410120657.5
申请日：2024-01-29
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种TM多模微波等离子体化学气相沉积装置，属于微波等离子体法化学气相沉积领域，具体涉及。包括：微波电源、矩形波导、三销钉调配器、短路活塞、同轴线模式转换器、环形石英窗、非圆柱形微波谐振腔、测温窗口、观察窗口、进气口、排气口、冷却水口、沉积台、可升降式衬底台调谐结构、偏压电极。非圆柱形微波谐振腔上部圆柱结构直径较小，用于产生TM01模；下部圆柱结构直径较大，用于产生TM02模。TM01和TM02模在衬底处叠加，激发大面积、均匀等离子体。腔室侧面采用了斜面结构，使得微波在衬底处聚焦，增强了衬底表面的电场。相较于典型TM01或TM02单模装置的2英寸有效沉积面积，本多模装置可实现更大尺寸的等离子体放电，可将有效沉积面积拓广至4英寸。
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公开(公告)号：CN118028972A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410120657.5
申请日：2024-01-29
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种TM多模微波等离子体化学气相沉积装置，属于微波等离子体法化学气相沉积领域，具体涉及。包括：微波电源、矩形波导、三销钉调配器、短路活塞、同轴线模式转换器、环形石英窗、非圆柱形微波谐振腔、测温窗口、观察窗口、进气口、排气口、冷却水口、沉积台、可升降式衬底台调谐结构、偏压电极。非圆柱形微波谐振腔上部圆柱结构直径较小，用于产生TM01模；下部圆柱结构直径较大，用于产生TM02模。TM01和TM02模在衬底处叠加，激发大面积、均匀等离子体。腔室侧面采用了斜面结构，使得微波在衬底处聚焦，增强了衬底表面的电场。相较于典型TM01或TM02单模装置的2英寸有效沉积面积，本多模装置可实现更大尺寸的等离子体放电，可将有效沉积面积拓广至4英寸。
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公开(公告)号：CN118007235A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410003392.0
申请日：2024-01-02
Applicant: 北京科技大学 , 河南飞孟金刚石股份有限公司
Abstract: 一种周期性振幅与脉宽调制时空能量生长单晶金刚石的方法，属于单晶金刚石技术领域。本发明在CVD单晶金刚石生长过程中施加脉宽周期递减的双向脉冲偏压电源，偏压的施加可以引导等离子体中的离子轰击金刚石表面，轰击效率更高，表面原子迁移能力更强，离子利用率更高，可消除单晶边缘生长的多晶以及表面缺陷和石墨相。利用偏压赋能的高离化氩离子调制生长基团能量，通过氩离子化学气相沉积单晶金刚石衬底台阶流上的反应基团进行相互作用，形成可变能量和脉宽周期性持续作用，实现碳原子的有序排列，达到大范围、持续性、低损耗消除生长缺陷的作用，提高单晶金刚石外延生长的质量，获得高质量电子级金刚石单晶，为金刚石半导体应用提供基础材料。
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