[发明专利]用于金刚石对顶砧上原位电学测量的电极及其制作方法

权利要求书

1.一种用于金刚石对顶砧上原位电学测量的电极，是在金刚石对顶砧其中一颗金刚石压砧(8)的表面沉积2或4条相互隔离的电极(1)；每条电极(1)的分布是自金刚石压砧(8)的砧面到侧面，其特征在于，所述的电极(1)是掺杂硼的金刚石膜；电极(1)上沉积有金刚石绝缘层(2)，金刚石绝缘层(2)覆盖在金刚石压砧(8)的砧面、侧面和电极(1)上，同时使电极(1)在砧面的端头裸露，裸露端头的位置在金刚石对顶砧的样品腔(9)内，同时使电极(1)在侧面的端头裸露，裸露端头上接有电极引线(5)。

2.一种权利要求1的用于金刚石对顶砧上原位电学测量的电极的制作方法，有电极制作、沉积金刚石绝缘层和接电极引线的过程：

所述的电极制作过程是：将金刚石压砧放入丙酮和酒精的混合液浸泡去除表面污渍，取出后用去离子水冲洗，烘干后，放入真空腔，利用磁控溅射方法在金刚石压砧的表面沉积氧化铝薄膜；将镀有氧化铝膜的金刚石压砧取出，在其表面涂抹一层光刻胶，利用光刻技术在金刚石压砧的砧面和侧面上刻出电极隔离带，然后在磷酸中水浴加热，使金刚石压砧的砧面和侧面上保留电极隔离带的形状的氧化铝层；将金刚石压砧浸入纳米金刚石粉悬浮液中，取出烘干，再将金刚石压砧放入化学气相沉积装置中进行硼掺杂金刚石薄膜的沉积；用体积比为1∶1的硝酸与硫酸混合的腐蚀液将电极隔离带处的氧化铝以及其上硼掺杂的金刚石膜腐蚀掉，使金刚石压砧的砧面和侧面上呈现出金刚石电极；

所述的沉积金刚石绝缘层的过程是：利用磁控溅射方法在金刚石电极和电极隔离带的外表面沉积氧化铝薄膜，利用涂胶光刻和用磷酸化学腐蚀的方法，在砧面中心处保留方块形氧化铝薄膜，氧化铝薄膜方块的边长比电极隔离带宽度大20～100μm，在金刚石压砧侧面每条电极处各保留一块氧化铝薄膜；将金刚石压砧再次放入化学气相沉积装置中，进行用作绝缘层的金刚石薄膜沉积；用硝酸与硫酸混合的腐蚀液将金刚石压砧砧面和侧面上的保留的氧化铝薄膜及其上的金刚石薄膜除去，使各电极的两端裸露出来；

所述的接电极引线的过程是：将铜丝用银浆粘接于金刚石压砧侧面裸露的电极上，在150℃的条件下固化1.5～3小时以达到使用所需强度。

3.按照权利要求2所述的用于金刚石对顶砧上原位电学测量的电极的制作方法，其特征在于，所述的电极隔离带，是覆盖在金刚石压砧的侧面和砧面上的；电极隔离带是两条，在金刚石压砧砧面中心的样品腔处相交，成十字叉丝形状。

4.按照权利要求2或3所述的用于金刚石对顶砧上原位电学测量的电极的制作方法，其特征在于，所述的磁控溅射方法沉积氧化铝薄膜，是以金属铝作为靶材，以流量比为30∶2.0～3.0的氧气和氩气作为工作气体，真空腔内的压强保持在0.8～1.2Pa，衬底温度保持在200～300℃下进行的。