[發(fā)明專利]探測介質(zhì)及其制備方法、金剛石探測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910218603.1
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN111725336B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江南;林正得;楊明陽;高靖堯;戴丹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: H01L31/028
• 分類號: H01L31/028;H01L31/09;H01L31/18;H01L21/02
• 代理公司: 杭州華進(jìn)聯(lián)浙知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33250
• 代理人: 李麗華

1.一種探測介質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供單晶的金剛石基體；

采用激光直寫所述金剛石基體的表面，使金剛石原位轉(zhuǎn)化生成石墨層，其中，所述石墨層的表面低于所述金剛石基體的表面而形成自所述金剛石基體表面延伸至所述石墨層的溝槽，所述溝槽的寬度為1μm～60μm，深度為20μm～100μm，長度不小于所述金剛石基體的表面的最短尺寸的1/4；以及

在所述溝槽處以外延側(cè)向橫跨生長的方法生長出單晶金剛石層，并使所述單晶金剛石層至少覆蓋所述石墨層，得到探測介質(zhì)，其中，所述石墨層為電極，所述石墨層與所述單晶金剛石層形成歐姆接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測介質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述溝槽的長度為所述金剛石基體最短尺寸的1/3～1/2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測介質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述溝槽的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述溝槽間隔設(shè)置于所述金剛石基體的同一表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測介質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述激光的束斑直徑為1μm～10μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測介質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述激光的功率為100w～500w，掃描速度為500mm/s～1500mm/s。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測介質(zhì)的制備方法，其特征在于，采用微波等離子體化學(xué)氣相沉積方法在所述金剛石基體上外延生長單晶金剛石層。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探測介質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述微波等離子體化學(xué)氣相沉積方法中，甲烷流量為1sccm～10sccm，氫氣流量為350sccm～450sccm，生長腔室內(nèi)的壓力為15KPa～17KPa。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的探測介質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述微波等離子體化學(xué)氣相沉積方法中，生長溫度為850℃～1000℃，升溫時(shí)間為10min～25min，生長時(shí)間為2h～8h，生長結(jié)束后降溫時(shí)間不少于25min。

9.一種探測介質(zhì)，其特征在于，如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述制備方法得到，包括單晶的金剛石基體、石墨層和單晶金剛石層，所述石墨層嵌設(shè)于所述金剛石基體中，所述石墨層的表面低于所述金剛石基體的表面而形成自所述金剛石基體表面延伸至所述石墨層的溝槽，所述單晶金剛石層至少覆蓋所述石墨層并填充所述溝槽。

10.一種金剛石探測器，其特征在于，所述金剛石探測器包括如權(quán)利要求9所述的探測介質(zhì)。