[發明專利]用于多顆MPCVD單晶金剛石共同生長的橋接控溫方法

有效

• 申請號: 202010953193.8
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112030228B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 朱嘉琦;李一村;代兵
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C30B29/04
• 分類號: C30B29/04;C30B25/16;C30B25/18
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

1.用于多顆MPCVD單晶金剛石共同生長的橋接控溫方法，其特征在于該橋接控溫方法按下列步驟實現：

一、種晶側面預處理：采用激光切割和摩擦機械拋光種晶側面，使得每個種晶側面都為(100)晶面，粗糙度Ra值小于10nm，得到預處理的種晶；

二、樣品擺放：在水冷臺上等間距放置多顆預處理的種晶，預處理的種晶之間的間距按照以下公式計算：

d＝-h+1.2；

其中d表示預處理的種晶與種晶的間距，h表示預處理的種晶的初始厚度，單位均為mm；

三、生長前處理：對CVD腔體抽真空，通入氫氣，氣壓達到10～15mbar時微波發生器發射微波形成等離子體，隨后升高氣壓至200～220mbar，控制微波發生器的功率為3000～3200W，種晶溫度900～920℃，進行氫等離子體預刻蝕，得到刻蝕后的種晶；

四、橫向生長橋接：控制CVD腔體內甲烷體積分數為8％～10％，調整輸入微波功率為4～6kw，腔體內氣壓為260～300mbar，控制種晶溫度為950～980℃，使種晶側面橫向生長，完成多顆MPCVD單晶金剛石的橋接。

2.根據權利要求1所述的用于多顆MPCVD單晶金剛石共同生長的橋接控溫方法，其特征在于步驟一中預處理的種晶為矩形片狀。

3.根據權利要求1所述的用于多顆MPCVD單晶金剛石共同生長的橋接控溫方法，其特征在于步驟一中預處理的種晶的厚度為0.4～1mm。

4.根據權利要求1所述的用于多顆MPCVD單晶金剛石共同生長的橋接控溫方法，其特征在于步驟二中多顆預處理的種晶呈矩形陣列擺放。

5.根據權利要求1所述的用于多顆MPCVD單晶金剛石共同生長的橋接控溫方法，其特征在于步驟二中在水冷臺上等間距放置2～20顆預處理的種晶。

6.根據權利要求1所述的用于多顆MPCVD單晶金剛石共同生長的橋接控溫方法，其特征在于步驟三中對CVD腔體抽真空，當真空度達到3×10^-6～5×10^-6mbar時，通入氫氣。

7.根據權利要求6所述的用于多顆MPCVD單晶金剛石共同生長的橋接控溫方法，其特征在于步驟三中通入氫氣的流量為400sccm。

8.根據權利要求1所述的用于多顆MPCVD單晶金剛石共同生長的橋接控溫方法，其特征在于步驟三中氣壓達到10～15mbar時微波發生器輸入1500W微波形成等離子體，隨后升高氣壓至200～220mbar，控制微波發生器的功率為3000～3200W進行氫等離子體預刻蝕。

9.根據權利要求8所述的用于多顆MPCVD單晶金剛石共同生長的橋接控溫方法，其特征在于預刻蝕的時間為10～15min。

10.根據權利要求1所述的用于多顆MPCVD單晶金剛石共同生長的橋接控溫方法，其特征在于步驟四中調整輸入微波功率為4.5kw和反應艙氣壓為280mbar。