[發(fā)明專利]金剛石復合體、襯底、金剛石、包括金剛石的工具、以及制造金剛石的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580043048.3
• 申請日: 2015-08-10
• 公開（公告）號: CN106661759B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 西林良樹;辰巳夏生;角谷均
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業(yè)株式會社
• 主分類號: C30B29/04
• 分類號: C30B29/04;C23C16/27
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

1.一種通過化學氣相合成方法制造金剛石的方法，包括：

制備包括金剛石籽晶并且在主表面中具有溝槽的襯底；

通過將離子注入到所述襯底中，在距所述襯底的所述主表面的表面的恒定深度處形成非金剛石層；

通過化學氣相合成方法，在所述襯底的所述主表面上生長單晶金剛石層，所述單晶金剛石層整體存在以覆蓋每個溝槽的上表面；以及

通過電化學蝕刻所述非金剛石層，從所述襯底分離所述單晶金剛石層，其中

所述襯底的所述主表面中的所述溝槽具有大于或等于0.1μm且小于或等于30μm的寬度W，

所述非金剛石層的恒定深度是使得所述非金剛石層能夠從所述溝槽的側表面暴露的深度。

2.一種通過化學氣相合成方法制造金剛石的方法，包括：

制備包括金剛石籽晶的襯底；

通過將離子注入到所述襯底中，在距所述襯底的主表面的表面的恒定深度處形成非金剛石層；

在所述襯底的所述主表面中形成溝槽；

通過化學氣相合成方法，在所述襯底的所述主表面上生長單晶金剛石層，所述單晶金剛石層整體存在以覆蓋每個溝槽的上表面；以及

通過電化學蝕刻所述非金剛石層，從所述襯底分離所述單晶金剛石層，其中

所述襯底的所述主表面中的所述溝槽具有大于或等于0.1μm且小于或等于30μm的寬度W，

所述非金剛石層的恒定深度是使得所述非金剛石層能夠從所述溝槽的側表面暴露的深度。

3.一種金剛石復合體，包括：

襯底，所述襯底包括金剛石籽晶并且在主表面中具有溝槽；

單晶金剛石層，所述單晶金剛石層形成在所述襯底的所述主表面上，所述單晶金剛石層整體存在以覆蓋每個溝槽的上表面；以及

非金剛石層，所述非金剛石層在距所述襯底和所述單晶金剛石層之間的界面的恒定深度處形成在所述襯底側，其中

所述襯底的所述主表面中的所述溝槽具有大于或等于0.1μm且小于或等于30μm的寬度W，

所述非金剛石層的恒定深度是使得所述非金剛石層能夠從所述溝槽的側表面暴露的深度。

4.根據(jù)權利要求3所述的金剛石復合體，其中，

所述襯底的所述主表面相對于(001)面具有大于或等于0°且小于或等于15°的偏離角，以及

所述襯底的所述主表面中的所述溝槽基本上平行于<100>方向。

5.根據(jù)權利要求3所述的金剛石復合體，其中，所述襯底的所述主表面中的所述溝槽的寬度W和深度D之間的比D/W的值大于或等于3且小于或等于50。

6.根據(jù)權利要求4所述的金剛石復合體，其中所述襯底的所述主表面還具有與基本上平行于所述<100>方向的所述溝槽交叉的溝槽。

7.一種金剛石，包括：

具有一組主表面的單晶金剛石層；以及

包含注入離子的層，所述包含注入離子的層布置在所述單晶金剛石層的所述主表面的至少一個主表面上，

所述包含注入離子的層具有穿透至所述單晶金剛石層的線形或格子形的溝槽，其中

所述溝槽具有大于或等于0.1μm且小于或等于30μm的寬度W。

8.一種根據(jù)權利要求1或2所述的通過化學氣相合成方法制造金剛石的方法制造的金剛石，所述金剛石具有一組主表面，并且在使用垂直穿過該組主表面的光來觀察時，所述金剛石包括線形或格子形的光學畸變。

9.根據(jù)權利要求8所述的金剛石，其中，在大于或等于所述主表面的表面的90％的區(qū)域中，所述光學畸變的相位差的平均值小于50nm。

10.根據(jù)權利要求8或9所述的金剛石，其中，在大于或等于所述主表面的表面的90％的區(qū)域中，除所述光學畸變的周期波峰面積之外的區(qū)域中的相位差的最大值小于或等于90nm。