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公开(公告)号：CN113161307B
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202110431336.3
申请日：2021-04-21
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: H01L23/367 , H01L23/373 , H05K7/20
Abstract: 一种封闭式全金刚石微槽道热沉的制备方法，属于半导体器件散热领域。基于直流电弧等离子体喷射CVD制备的高质量自支撑金刚石厚板，采用精准激光加工对其进行高低交错翅片结构雕刻成型。接着将钼丝置于低位翅片上，以填补低位翅片与高位翅片的高度差及高位翅片的横向间距。随后经过金刚石生长直至覆盖整个金刚石板并具有一定厚度。最终通过去除钼丝而获得封闭式全金刚石微槽道热沉。本发明所用金刚石厚板生长速度快、厚板均匀致密，质量优异。封闭式全金刚石微槽道换热能力强，能够大幅提升热沉部件的散热性能和应用场景多样性，以实现大功率、高热流、空间环境等极端条件下的有效热排散。
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公开(公告)号：CN113571409B
公开(公告)日：2022-04-15
申请号：CN202110753116.2
申请日：2021-07-02
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: H01L21/04 , H01L21/3065 , H01L21/308
Abstract: 一种高导热金刚石增强碳化硅(SiC)衬底的制备方法，属于半导体材料制备领域。本发明在SiC的碳极性面通过涂胶、光刻、显影实现图形化。随后采用电子束蒸发或磁控溅射金属掩膜。去除光刻胶后，将具有周期排列金属掩膜的SiC通过反应离子刻蚀、掩膜去除、二次离子刻蚀得到微柱阵列。接着通过微波等离子体化学气相沉积技术生长金刚石层。待金刚石层完全覆盖微柱并具有一定厚度后采用激光扫描平整化及后续精密抛光，得到高导热金刚石增强的SiC衬底。通过增加金刚石与SiC有效接触界面面积而提高导热效率的同时有效避免单一平面界面结合力不足和局部缺陷扩展。为未来SiC硅极性面减薄及其表面高温沉积GaN而获得高功率、高频率用SiC/Diamond及GaN/SiC/Diamond晶圆奠定基础。
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公开(公告)号：CN113571409A
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN202110753116.2
申请日：2021-07-02
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: H01L21/04 , H01L21/3065 , H01L21/308
Abstract: 一种高导热金刚石增强碳化硅(SiC)衬底的制备方法，属于半导体材料制备领域。本发明在SiC的碳极性面通过涂胶、光刻、显影实现图形化。随后采用电子束蒸发或磁控溅射金属掩膜。去除光刻胶后，将具有周期排列金属掩膜的SiC通过反应离子刻蚀、掩膜去除、二次离子刻蚀得到微柱阵列。接着通过微波等离子体化学气相沉积技术生长金刚石层。待金刚石层完全覆盖微柱并具有一定厚度后采用激光扫描平整化及后续精密抛光，得到高导热金刚石增强的SiC衬底。通过增加金刚石与SiC有效接触界面面积而提高导热效率的同时有效避免单一平面界面结合力不足和局部缺陷扩展。为未来SiC硅极性面减薄及其表面高温沉积GaN而获得高功率、高频率用SiC/Diamond及GaN/SiC/Diamond晶圆奠定基础。
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公开(公告)号：CN112792735B
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202110077762.1
申请日：2021-01-20
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
Abstract: 一种抑制金刚石膜研磨抛光裂纹萌生与扩展的夹具及使用方法。夹具包括底座、水槽、水槽引流孔、底座限位环、张紧环、缓冲垫、张紧螺栓；夹具底座上顶面为施加载荷面，下底面为加热后粘贴金刚石膜面，通过降温在该面与金刚石膜之间预制应力；底座限位环，放置于底座外面，水槽放置于底座限位环顶部，通过水槽底部均布的水槽引流孔，为底座与底座限位环之间缝隙提供水源；缓冲垫放置于底座底面；张紧环，包覆于缓冲垫外沿。完成平整化处理后，整个夹具直接进行快速加热处理，至粘结剂失效，完成平整化处理过程。本发明提高了金刚石膜整膜率和加工效率，解决了卡粉问题，减少环境污染。也可用于已带有裂纹的金刚石膜平整化处理，抑制裂纹扩展，提高金刚石膜的使用面积。
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公开(公告)号：CN112792735A
公开(公告)日：2021-05-14
申请号：CN202110077762.1
申请日：2021-01-20
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
Abstract: 一种抑制金刚石膜研磨抛光裂纹萌生与扩展的夹具及使用方法。夹具包括底座、水槽、水槽引流孔、底座限位环、张紧环、缓冲垫、张紧螺栓；夹具底座上顶面为施加载荷面，下底面为加热后粘贴金刚石膜面，通过降温在该面与金刚石膜之间预制应力；底座限位环，放置于底座外面，水槽放置于底座限位环顶部，通过水槽底部均布的水槽引流孔，为底座与底座限位环之间缝隙提供水源；缓冲垫放置于底座底面；张紧环，包覆于缓冲垫外沿。完成平整化处理后，整个夹具直接进行快速加热处理，至粘结剂失效，完成平整化处理过程。本发明提高了金刚石膜整膜率和加工效率，解决了卡粉问题，减少环境污染。也可用于已带有裂纹的金刚石膜平整化处理，抑制裂纹扩展，提高金刚石膜的使用面积。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113146158B
公开(公告)日：2021-12-24
申请号：CN202110432577.X
申请日：2021-04-21
Applicant: 北京科技大学 , 北京科技大学顺德研究生院
IPC: B23P15/00 , C23C16/01 , C23C16/27 , C23C16/503
Abstract: 一种开放式全金刚石散热结构的制备方法，属于半导体器件散热领域。通过精密机加工以实现钼板的通孔结构。接着对高质量自支撑金刚石厚板进行激光切割而得到与钼板孔形相匹配的金刚石棒，并将其填充至钼板的通孔中。随后对填充金刚石棒的钼板上下表面分别进行金刚石生长，直至实现表面金刚石全覆盖并具有一定厚度。最终通过去除钼板而获得开放式全金刚石结构，以实现高热流密度、强热流冲击、宇航空间环境等极端条件下的有效热排散。本发明采用直流电弧等离子体喷射CVD技术制备出面积大、生长速度快、厚板均匀致密，质量优异的金刚石厚板，从而能够形成不同形状的金刚石棒，以满足不同尺寸及形状要求的开放式全金刚石散热结构的要求。
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公开(公告)号：CN115261983B
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202210755404.6
申请日：2022-06-30
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明涉及一种具有阵列电极结构的金刚石探测器的制备方法，属于半导体技术领域，辐射探测器制备技术，具体涉及“电子级”单晶金刚石，金刚石辐射探测器电极结构及其制备方法。具体包括如下步骤：a)“电子级”(100)单晶金刚石的生长；b)单晶金刚石的表面精密抛光；c)采用飞秒激光技术在金刚石材料内部制备石墨线阵列；d)将多层金属电极镀制在石墨线表面实现电荷收集。本发明在单晶金刚石内引入垂直的石墨阵列电极，能够实现对于金刚石内部电离的电子‑空穴对的高效快速收集，并具有空间分辨特性。
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公开(公告)号：CN114717534B
公开(公告)日：2022-12-30
申请号：CN202210320506.5
申请日：2022-03-29
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/27 , C23C16/511
Abstract: 一种大面积超高硬度金刚石膜的制备方法，属于超硬材料领域。本发明采用等离子体化学气相沉积，通过在常规碳氢等离子体环境中间歇性通入氮气和氩气实现扰动，打破等离子体平衡态生长，在金刚石膜中引入大量层错、孪晶缺陷，高密度缺陷实现了金刚石膜超高硬度的显著增强。工艺步骤为：a.将衬底经过研磨和超声清洗预处理；b.采用等离子化学气相沉积设备，在氢氧等离子体环境中刻蚀衬底表面；c.在高浓度甲烷环境中进行金刚石形核，在衬底表面形成高密度晶核；d.在形核后的衬底表面沉积一层超纳米金刚石膜；e.在碳氢等离子体环境中生长金刚石膜时，间歇性通入氮气和氩气，扰动等离子体环境，实现具有高缺陷密度的金刚石膜沉积，使得金刚石膜硬度显著增强。
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公开(公告)号：CN114959631A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210455412.9
申请日：2022-04-24
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/27 , C23C16/511 , H05H1/46
Abstract: 一种双端馈入微波电子回旋共振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。本装置具有双端微波馈入及谐振结构沿衬底呈左右对称的特性，可在衬底左右两侧同时产生等离子体，利用电子回旋共振等离子体高电子能量、高电离度、低沉积压强的性质，可实现Φ60‑200mm衬底两侧薄膜的同时沉积或一次性沉积两片薄膜。磁场谐振线圈产生875Gs的磁感应强度的电子回旋共振面，磁场整型线圈产生875Gs磁感应强度的整型磁场，谐振磁场与整型磁场的耦合提升了等离子体的均匀性，在增大沉积面积的同时提升了薄膜的均匀性。位于环形天线下方的石英介质窗口有效避免等离子体的加热、污染与刻蚀。本发明均匀性高，能降低薄膜沉积、表面处理成本，提高腔室的空间利用率。
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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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