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公开(公告)号：CN112430803A
公开(公告)日：2021-03-02
申请号：CN202011280701.7
申请日：2020-11-16
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/27 , C23C16/02 , C23C16/56 , C23C16/511
Abstract: 一种自支撑超薄金刚石膜的制备方法，属于金刚石自支撑膜生长技术领域。工艺步骤为：a.以抛光后表面粗糙度低于30nm的金刚石膜为衬底，经化学气相沉积法在衬底表面沉积一层100‑3000nm超纳米金刚石薄层，引入高浓度的碳源，构筑的碳‑碳键网络层，有利于外延金刚石膜的形核与生长，实现高质量外延层生长；b.接着在其表面同质外延生长厚度为10‑300μm多晶金刚石膜，沉积结束后，根据要求对表面进行研磨抛光；c.然后对其进行热处理，在高温作用下超纳米金刚石在晶界处形成乱层石墨结构或非晶碳，从而形成平整稳定的石墨层；d.最后通过选择性刻蚀石墨层将衬底与外延层分离，解决了厚度10‑300μm的自支撑超薄金刚石膜的难以兼顾高质量、低表面光洁度、大尺寸的问题。
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公开(公告)号：CN110230091B
公开(公告)日：2021-02-19
申请号：CN201910560201.X
申请日：2019-06-26
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开了一种垂直拼接制备大尺寸CVD金刚石及切割方法，属于金刚石材料制备领域。通过在多个垂直紧密排列的单晶金刚石籽晶侧面外延生长大尺寸CVD金刚石，然后通过激光切割工艺依次将籽晶与外延金刚石分离后得到大尺寸CVD金刚石，工艺步骤为：a.对多个垂直紧密排列的单晶金刚石籽晶上表面进行精密机械抛光处理，获得各籽晶高度差在10um以内，表面粗糙度低于1nm；b.通过激光刻蚀、电子束光刻技术、ICP刻蚀技术或聚焦离子束轰击等方法在各籽晶接缝处进行图案化刻槽处理；c.采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法，对已刻槽处理后的籽晶侧面进行外延生长；d.通过激光侧面切割依次将籽晶与外延大尺寸金刚石分离，从而得到大尺寸高质量的单晶金刚石。
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公开(公告)号：CN111206280A
公开(公告)日：2020-05-29
申请号：CN202010015169.X
申请日：2020-01-07
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种高质量大尺寸单晶金刚石外延生长的方法，属于半导体材料制备领域。所述方法是将马赛克拼接生长的大尺寸单晶金刚石片通过精密抛光将表面粗糙度降至低于0.2nm。随后采用电子束蒸发在以100-500℃加热衬底的同时在其表面以0.01nm/s-0.1nm/s的速度沉积厚度为100nm-200nm金属镍后再以0.01nm/s-0.5nm/s的速度沉积金属铱。待铱厚度达到15nm-40nm后提高加衬底热温度至700-1000℃的同时加快沉积速度至0.5nm/s-1nm/s，最终沉积总厚度为150nm-300nm铱薄层。接着采用等离子体化学气相沉积技术在氢等离子体清洗铱表面后预沉积4-10nm无定型碳层以促进铱薄层亚表面碳原子富集。最后在对衬底以纯氢等离子刻蚀6-15s后调控负偏压和甲烷通量实现大尺寸单晶金刚石在铱表面的偏压原位形核及后续无偏压外延生长。
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公开(公告)号：CN110482482A
公开(公告)日：2019-11-22
申请号：CN201910670812.X
申请日：2019-07-24
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种绝缘图形化高导热金刚石散热器件的制备方法，属于电子器件制造领域。其工艺步骤为：a.将热导率大于1000W/mK，厚度200-3000μm，直径10-100mm的金刚石膜衬底进行研磨抛光，最终获得粗糙度为1nm-1um的金刚石表面；b.采用光刻工艺将掩模板上周期性目标图形转移到研磨抛光后的金刚石膜上，目标图形为金属化图形，图形尺寸精度0.1μm-1mm；c.通过高能激光烧蚀作用切割将周期性目标图案分离，使每个小尺寸金刚石样品上均布有目标图案，激光加工尺寸精度0.01-0.2mm；d.采用氢等离子体刻蚀将激光切割后的非金刚石相如石墨等刻蚀去除，去除表面石墨污染；e.通过在氧气气氛中加热去除金刚石表面的氢终端，从而实现图形化金刚石电子器件的绝缘，最终获得分离型图形化金刚石电子器件，满足散热组件应用要求。
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