[发明专利]金刚石复合体、衬底、金刚石、包括金刚石的工具、以及制造金刚石的方法

权利要求书

1.一种通过化学气相合成方法制造金刚石的方法，包括：

制备包括金刚石籽晶并且在主表面中具有沟槽的衬底；

通过将离子注入到所述衬底中，在距所述衬底的所述主表面的表面的恒定深度处形成非金刚石层；

通过化学气相合成方法，在所述衬底的所述主表面上生长单晶金刚石层，所述单晶金刚石层整体存在以覆盖每个沟槽的上表面；以及

通过电化学蚀刻所述非金刚石层，从所述衬底分离所述单晶金刚石层，其中

所述衬底的所述主表面中的所述沟槽具有大于或等于0.1μm且小于或等于30μm的宽度W，

所述非金刚石层的恒定深度是使得所述非金刚石层能够从所述沟槽的侧表面暴露的深度。

2.一种通过化学气相合成方法制造金刚石的方法，包括：

制备包括金刚石籽晶的衬底；

通过将离子注入到所述衬底中，在距所述衬底的主表面的表面的恒定深度处形成非金刚石层；

在所述衬底的所述主表面中形成沟槽；

通过化学气相合成方法，在所述衬底的所述主表面上生长单晶金刚石层，所述单晶金刚石层整体存在以覆盖每个沟槽的上表面；以及

通过电化学蚀刻所述非金刚石层，从所述衬底分离所述单晶金刚石层，其中

所述衬底的所述主表面中的所述沟槽具有大于或等于0.1μm且小于或等于30μm的宽度W，

所述非金刚石层的恒定深度是使得所述非金刚石层能够从所述沟槽的侧表面暴露的深度。

3.一种金刚石复合体，包括：

衬底，所述衬底包括金刚石籽晶并且在主表面中具有沟槽；

单晶金刚石层，所述单晶金刚石层形成在所述衬底的所述主表面上，所述单晶金刚石层整体存在以覆盖每个沟槽的上表面；以及

非金刚石层，所述非金刚石层在距所述衬底和所述单晶金刚石层之间的界面的恒定深度处形成在所述衬底侧，其中

所述衬底的所述主表面中的所述沟槽具有大于或等于0.1μm且小于或等于30μm的宽度W，

所述非金刚石层的恒定深度是使得所述非金刚石层能够从所述沟槽的侧表面暴露的深度。

4.根据权利要求3所述的金刚石复合体，其中，

所述衬底的所述主表面相对于(001)面具有大于或等于0°且小于或等于15°的偏离角，以及

所述衬底的所述主表面中的所述沟槽基本上平行于<100>方向。

5.根据权利要求3所述的金刚石复合体，其中，所述衬底的所述主表面中的所述沟槽的宽度W和深度D之间的比D/W的值大于或等于3且小于或等于50。

6.根据权利要求4所述的金刚石复合体，其中所述衬底的所述主表面还具有与基本上平行于所述<100>方向的所述沟槽交叉的沟槽。

7.一种金刚石，包括：

具有一组主表面的单晶金刚石层；以及

包含注入离子的层，所述包含注入离子的层布置在所述单晶金刚石层的所述主表面的至少一个主表面上，

所述包含注入离子的层具有穿透至所述单晶金刚石层的线形或格子形的沟槽，其中

所述沟槽具有大于或等于0.1μm且小于或等于30μm的宽度W。

8.一种根据权利要求1或2所述的通过化学气相合成方法制造金刚石的方法制造的金刚石，所述金刚石具有一组主表面，并且在使用垂直穿过该组主表面的光来观察时，所述金刚石包括线形或格子形的光学畸变。

9.根据权利要求8所述的金刚石，其中，在大于或等于所述主表面的表面的90％的区域中，所述光学畸变的相位差的平均值小于50nm。

10.根据权利要求8或9所述的金刚石，其中，在大于或等于所述主表面的表面的90％的区域中，除所述光学畸变的周期波峰面积之外的区域中的相位差的最大值小于或等于90nm。