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公开(公告)号：CN111517305B
公开(公告)日：2021-08-27
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：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：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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110230091A
公开(公告)日：2019-09-13
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：CN110184653A
公开(公告)日：2019-08-30
申请号：CN201910483756.9
申请日：2019-06-04
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种提高大尺寸单晶金刚石接缝质量的方法，属于单晶金刚石材料领域。将两片单晶金刚石同时进行研磨抛光后，在表面采用激光刻蚀、电子束光刻技术、ICP刻蚀技术或聚焦离子束轰击方法进行不同形式刻槽处理后实现低位错密度、高质量拼接接缝刻槽处理，然后将两个单晶金刚石在微波等离子体条件下进行拼接生长，最后再将两片单晶金刚石通过横向外延拼接到一起，得到无拼接缝的高质量大面积单晶金刚石。不同微槽结构可以实现对微波等离子体的屏蔽，从而优化横纵生长速率的比值，进而有效抑制横向外延所产生的位错缺陷，避免CVD生长层出现多晶化现象或位错延续形成高位错密度的低质量区，实现金刚石接缝质量的提高。
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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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公开(公告)号：CN112430803B
公开(公告)日：2022-04-01
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：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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