[发明专利]具有均匀颜色的单晶化学气相沉积合成金刚石材料

权利要求书

1.一种蓝色着色的单晶CVD合成金刚石材料，其包含：

多个层；

其中所述多个层包括至少两组层，所述至少两组层在它们的缺陷组成和颜色方面不同，

其中所述至少两组层各自的缺陷类型、缺陷浓度和层厚度为：如果将所述着色的单晶CVD金刚石材料制造成圆形明亮式切割金刚石，该圆形明亮式切割金刚石包含台面和底尖，并且具有大于1mm的台面至底尖深度,那么至少在通过台面至底尖的方向上于标准环境观察条件下通过肉眼观察时，该圆形明亮式切割金刚石包含均匀的颜色，

其中所述至少两组层包含第一组层和第二组层，所述第一组层包含硼掺杂剂，该硼掺杂剂的浓度足以产生蓝色着色，所述第二组层包含较低浓度的硼掺杂剂，

其中所述第一组层包含不小于0.01ppm并且不大于5.00ppm的未补偿的硼掺杂剂浓度，

其中所述第二组层包含浓度不小于0.05ppm并且不大于5ppm的单取代氮掺杂剂，所述第二组层中的氮浓度足够低以致于其不会影响分层单晶CVD合成金刚石材料的整体蓝色色度，并且其中所述第二组层的层厚度大于所述第一组层，

其中个体层的可见性的品质因数(FM)不大于0.15，其中按如下乘积来计算个体层的可见性的品质因数：FM＝第一组层的层厚度(mm)×第二组层的层厚度(mm)×第一组层中固体硼浓度(ppm)×圆形切割明亮式深度(mm)。

2.根据权利要求1的蓝色着色的单晶CVD合成金刚石材料，其中所述多个层包含至少5个层。

3.根据权利要求1或2的蓝色着色的单晶CVD合成金刚石材料，其中在从底尖至台面的方向上于标准环境观察条件下通过肉眼观察时，该圆形明亮式切割金刚石包含均匀的颜色。

4.根据权利要求1或2的蓝色着色的单晶CVD合成金刚石材料，其中在垂直于台面至底尖方向的方向上从侧面于标准环境观察条件下通过肉眼观察时，该圆形明亮式切割金刚石包含均匀的颜色。

5.根据权利要求1或2的蓝色着色的单晶CVD合成金刚石材料，其中该圆形明亮式切割金刚石具有不小于0.01ct的尺寸。

6.根据权利要求1的蓝色着色的单晶CVD合成金刚石材料，其中所述第一组层包含不小于0.03ppm并且不大于4.00ppm的未补偿的硼掺杂剂浓度。

7.根据权利要求1的蓝色着色的单晶CVD合成金刚石材料，其中所述第一组层具有不大于0.1mm并且不小于0.001mm的层厚度。

8.根据权利要求1的蓝色着色的单晶CVD合成金刚石材料，其中所述第二组层具有不小于0.1mm并且不大于0.400mm的层厚度。

9.根据权利要求1的蓝色着色的单晶CVD合成金刚石材料，其中个体层的可见性的品质因数(FM)不大于0.13。

10.制造根据权利要求1所述的蓝色着色的单晶CVD合成金刚石材料的方法，该方法包括：

在单晶CVD合成金刚石生长过程中改变掺杂剂气体浓度以形成包含多个层的着色的单晶CVD合成金刚石材料，所述多个层在它们的缺陷组成和颜色方面不同，

其中控制掺杂剂气体浓度以及掺杂剂气体浓度变化的时间周期，使得如果着色的单晶CVD金刚石材料被制造成圆形明亮式切割金刚石，该圆形明亮式切割金刚石包含台面和底尖并且具有大于1mm的台面至底尖深度,那么至少在通过台面至底尖的方向上于标准环境观察条件下通过肉眼观察时，该圆形明亮式切割金刚石包含均匀的颜色。

11.根据权利要求10的方法，其中所述多个层包括含第一掺杂剂的第一组层以及含第二掺杂剂的第二组层，并且其中在第一层和第二层之间的过渡点处，首先以较高的浓度引入第二掺杂剂并然后在第二层的生长期间减少以便补偿第一掺杂剂，在第一层和第二层之间的过渡点之后所述第一掺杂剂继续被纳入第二层。

12.根据权利要求10的方法，进一步包括对所述着色的单晶CVD合成金刚石材料进行退火。