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公开(公告)号：CN110323132B
公开(公告)日：2024-02-13
申请号：CN201910590637.3
申请日：2019-07-02
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01L21/28 , H01L21/268 , H01L29/45
Abstract: 一种降低氢终端金刚石欧姆接触电阻的方法，属于金刚石电子器件领域。本发明采用微波等离子体化学气相沉积，以甲烷、氢气为反应气体，在单晶金刚石衬底上外延一层金刚石薄膜，随后在氢等离子体氛围中处理，使金刚石表面形成氢终端，之后放置于大气环境中。然后根据线性传输模型，进行光刻工艺，调节飞秒激光器，使激光聚焦在样品表面以下1μm范围内，调整激光照射功率、频率范围、扫描周期，在氢终端金刚石亚表层产生石墨相。最后采用电子束蒸镀、热蒸镀或磁控溅射制备金属电极，之后进行快速退火处理，最终制得测试所需的欧姆电极图案。本发明方法结合了石墨的高电导性来降低金属与金刚石间的接触电阻，从而改善了金刚石基电子器件的欧姆接触特性。
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公开(公告)号：CN111517305A
公开(公告)日：2020-08-11
申请号：CN202010271353.0
申请日：2020-04-08
Applicant: 北京科技大学
IPC: C01B32/184 , C01B32/28 , C01B32/25 , H01L29/161
Abstract: 一种高载流子浓度的石墨烯/金刚石复合结构制备方法，属于宽禁带半导体材料技术领域。主要步骤为1)对单晶金刚石进行抛光酸洗；2)在单晶金刚石表面镀覆一层厚度为10‑50nm的镍、铜、铬或铜镍合金；3)采用直流喷射等离子体电弧炉对表面镀镍、铜、铬或铜镍合金单晶金刚石进行快速热处理；4)将快速热处理后的镀镍、铜、铬或铜镍合金单晶金刚石放置于稀酸中浸泡直至金属镍完全溶解，即得到所述石墨烯/金刚石复合结构。本发明采用直流喷射等离子体电弧炉替代普通管式炉，解决了现有技术中升温速率慢，所得石墨烯缺陷多，导电性差等技术问题。本发明中石墨烯/金刚石复合结构缺陷少，质量高，表面载流子浓度高，导电性好，有望满足高频高功率金刚石电子器件的应用。
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公开(公告)号：CN119430157A
公开(公告)日：2025-02-14
申请号：CN202411502753.2
申请日：2024-10-25
IPC: C01B32/162
Abstract: 本发明提供了一种碳纳米管生长中分散金属催化剂纳米颗粒方法，属于碳纳米材料制备领域。其特征在于，包括以下步骤：1）清洗衬底，去除表面污染物与杂质；2）旋涂一层光刻胶于衬底表面，并烘干；3）在带有光刻胶的衬底表面沉积一层金属催化剂薄膜；4）进行催化剂退火处理；5）通入反应气体，进行碳纳米管生长。本发明将光刻胶用于碳纳米管的前序生长阶段，利用高温下光刻胶会发生脱水褶皱的材料属性，可有效阻止退火阶段金属催化剂薄膜发生团聚的现象，具有降低碳纳米管直径、壁数和增加碳纳米管密度的优点。
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公开(公告)号：CN113373512A
公开(公告)日：2021-09-10
申请号：CN202110565858.2
申请日：2021-05-24
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开一种基于铱‑石墨烯结构化缓冲层的单晶金刚石外延生长方法，属于半导体材料制备领域。其特征在于：利用磁控溅射法在金刚石上沉积铱膜，随后对该金刚石/铱叠层衬底进行周期性图形化处理，再利用磁控溅射法沉积镍膜以填补非图形化区域；随后对金刚石进行真空退火，使得金刚石通过镍催化作用发生相变，经过相变形成的碳溶解在镍中并在其表面形成石墨烯。利用铱‑石墨烯复合图形化结构缓解衬底与金刚石之间的晶格失配及热膨胀失配，接着采用化学气相沉积技术在偏压条件下加速金刚石形核并扩展合并，最终在不加载偏压条件下实现单晶金刚石的外延生长。该方法能够实现大尺寸高质量自支撑单晶金刚石的制备。
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公开(公告)号：CN111519249B
公开(公告)日：2021-02-26
申请号：CN202010270875.9
申请日：2020-04-08
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开了一种在单晶金刚石表面获得自由原子层的方法，属于半导体加工技术领域。其特征在于，在研磨抛光、酸洗及超声清洗后的单晶金刚石表面镀覆一层溶碳薄膜，然后依次进行高温热处理、稀酸浸泡、超声清洗和氮气吹干，从而在单晶金刚石表面获得平坦的自由原子层。本发明通过在单晶金刚石抛光表面镀覆溶碳薄膜，进行高温热处理等步骤，去除了单晶金刚石抛光表面的损伤层，解决了现有抛光工艺导致单晶金刚石表面产生亚损伤的问题，可应用于大尺寸单晶金刚石获得均匀无损伤层的原子级平坦表面，有助于单晶金刚石材料在半导体器件领域的进一步发展。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118571760A
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202410829294.2
申请日：2024-06-25
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01L21/336 , H01L29/16 , H01L29/423 , H01L29/10
Abstract: 本发明提供了一种埋沟式金刚石器件的制备方法，属于超宽禁带半导体器件领域。其特征在于，包括以下步骤：1）设计器件结构，清洗金刚石衬底；2）在金刚石衬底上制备多层石墨烯结构；3）在石墨烯层上外延生长金刚石层；4）镀制源、漏、栅电极，完成器件制备。本发明将多层石墨烯结构作为隐埋沟道，外延金刚石层作为部分栅氧，具有提高金刚石器件沟道迁移率、击穿电压、增大输出功率的优点。
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公开(公告)号：CN113373512B
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN202110565858.2
申请日：2021-05-24
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开一种基于铱‑石墨烯结构化缓冲层的单晶金刚石外延生长方法，属于半导体材料制备领域。其特征在于：利用磁控溅射法在金刚石上沉积铱膜，随后对该金刚石/铱叠层衬底进行周期性图形化处理，再利用磁控溅射法沉积镍膜以填补非图形化区域；随后对金刚石进行真空退火，使得金刚石通过镍催化作用发生相变，经过相变形成的碳溶解在镍中并在其表面形成石墨烯。利用铱‑石墨烯复合图形化结构缓解衬底与金刚石之间的晶格失配及热膨胀失配，接着采用化学气相沉积技术在偏压条件下加速金刚石形核并扩展合并，最终在不加载偏压条件下实现单晶金刚石的外延生长。该方法能够实现大尺寸高质量自支撑单晶金刚石的制备。
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公开(公告)号：CN111232972A
公开(公告)日：2020-06-05
申请号：CN202010193984.5
申请日：2020-03-19
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种高性能硼掺杂金刚石纳米线的制备方法，属于半导体材料领域。步骤如下：a.利用高本底真空微波等离子体化学气相沉积装置，通过等离子体中引入低浓度硼源实现金刚石膜P型半导体的生长；b.制备态硼掺杂金刚石膜经精细研磨获得低于500nm粗糙度的表面；c.使用电感耦合等离子氧等离子体和氯等离子体对研磨后的金刚石膜进行无掩模刻蚀，制备出硼掺杂金刚石纳米线阵列；d.采用氢等离子体刻蚀处理的方式进行氢化，使硼掺杂金刚石纳米线阵列表面导电；e.对硼掺杂金刚石纳米线阵列进行超声分散并使单根金刚石纳米线吸附在绝缘衬底上，实现单根硼掺杂金刚石纳米线的制备。本发明通过电感耦合等离子体刻蚀制备了金刚石纳米线，提高了比表面积和载流子浓度，提升了金刚石导电性。
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公开(公告)号：CN118983264A
公开(公告)日：2024-11-19
申请号：CN202410880418.X
申请日：2024-07-02
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01L21/768 , H01L23/532 , B82Y40/00 , C01B32/15
Abstract: 一种金刚石器件互连线的制备方法，属于超宽禁带半导体电子器件的加工与制备领域。其特征在于：设计电路版图，清洗金刚石衬底（110）；然后进行光刻工艺，制备器件单元（120）及互连区域（130）；在金刚石表面互连区域镀制金属催化剂（131）；在金刚石表面原位生长导电碳纳米材料（132）作为互连线。本发明在金刚石衬底上获得低阻且稳定的欧姆接触互连线，有效避免目前由超薄金属薄膜形成的互连线断裂后导致器件失效的限制；碳纳米材料互连线可在高温高压的条件下正常工作，能够满足金刚石器件未来工作环境的需求。所得互连线与金刚石衬底的接触电阻低，结合力强，且能耐高温高压工作环境，为未来金刚石基集成电路制备的后端工艺奠定了良好的基础。
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公开(公告)号：CN111519249A
公开(公告)日：2020-08-11
申请号：CN202010270875.9
申请日：2020-04-08
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开了一种在单晶金刚石表面获得自由原子层的方法，属于半导体加工技术领域。其特征在于，在研磨抛光、酸洗及超声清洗后的单晶金刚石表面镀覆一层溶碳薄膜，然后依次进行高温热处理、稀酸浸泡、超声清洗和氮气吹干，从而在单晶金刚石表面获得平坦的自由原子层。本发明通过在单晶金刚石抛光表面镀覆溶碳薄膜，进行高温热处理等步骤，去除了单晶金刚石抛光表面的损伤层，解决了现有抛光工艺导致单晶金刚石表面产生亚损伤的问题，可应用于大尺寸单晶金刚石获得均匀无损伤层的原子级平坦表面，有助于单晶金刚石材料在半导体器件领域的进一步发展。
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