[发明专利]单晶金刚石材料、单晶金刚石芯片和穿孔工具

权利要求书

1.一种单晶金刚石材料，其中，

非置换型氮原子的浓度为200ppm以下，置换型氮原子的浓度低于所述非置换型氮原子的浓度，并且所述单晶金刚石材料具有相对于{100}面的偏角为20°以下的晶体生长主表面，

所述晶体生长主表面与所述晶体生长主表面相反侧的主表面之间的从平行偏离的角度小于2°，所述晶体生长主表面相反侧的主表面具有最大高度差Dm为10μm/mm以下的起伏，并且具有0.1μm以下的算术平均粗糙度Ra，

在所述晶体生长主表面的X射线形貌照片中，晶体缺陷点的组聚集而存在，各个所述晶体缺陷点是到达所述晶体生长主表面的晶体缺陷线的前端点，所述晶体缺陷线表示其中存在晶体缺陷的线，

所述晶体缺陷点的密度大于2mm^-2，并且

全部氮原子的浓度通过SIMS(二次离子质谱法)进行测定，所述置换型氮原子的浓度通过ESR(电子自旋共振法)进行测定，并且所述非置换型氮原子的浓度是指通过从所述全部氮原子的浓度中减去置换型氮原子的浓度而获得的浓度。

2.根据权利要求1所述的单晶金刚石材料，其中，

所述晶体生长主表面具有小于7°的偏角。

3.根据权利要求1或2所述的单晶金刚石材料，其中，

所述置换型氮原子的浓度小于80ppm。

4.根据权利要求1或2所述的单晶金刚石材料，其中，

作为所述非置换型氮原子和所述置换型氮原子的全体的全部氮原子的浓度为0.1ppm以上。

5.根据权利要求1或2所述的单晶金刚石材料，其中，

所述晶体缺陷点中的组合位错点的密度大于2mm^-2，各个所述组合位错点是到达所述晶体生长主表面的组合位错的前端点，所述组合位错由多个刃型位错和多个螺旋位错中的至少一者的组合产生。

6.根据权利要求1或2所述的单晶金刚石材料，其包含多个单晶金刚石层。

7.根据权利要求6所述的单晶金刚石材料，其中，

所述晶体缺陷线在各个所述单晶金刚石层之间的界面处新产生或支化，并且所述晶体生长主表面中的所述晶体缺陷点的密度高于所述晶体生长主表面相反侧的主表面中的所述晶体缺陷点的密度。

8.根据权利要求1或2所述的单晶金刚石材料，其中，

多个晶体缺陷线状聚集区域平行存在，并且在所述多个晶体缺陷线状聚集区域的各个中，所述晶体缺陷点的组聚集并以线状延伸。

9.根据权利要求1或2所述的单晶金刚石材料，其中，

所述非置换型氮原子的浓度为1ppm以上。

10.根据权利要求1或2所述的单晶金刚石材料，其中，

当所述单晶金刚石材料具有500μm的厚度时，对波长400nm的光的透射率为60％以下。

11.一种单晶金刚石芯片，其中，

非置换型氮原子的浓度为200ppm以下，置换型氮原子的浓度低于所述非置换型氮原子的浓度，所述单晶金刚石芯片具有相对于{100}面的偏角为20°以下的主表面，并且所述单晶金刚石芯片的主表面是由-5以上且5以下的整数密勒指数表示的低指数面，

在所述单晶金刚石芯片的晶体生长主表面和平行于所述晶体生长主表面的主表面中的一者的X射线形貌照片中，晶体缺陷点的组聚集而存在，各个所述晶体缺陷点是到达所述晶体生长主表面和所述平行于所述晶体生长主表面的主表面中的一者的晶体缺陷线的前端点，所述晶体缺陷线表示其中存在晶体缺陷的线，

所述晶体缺陷点的密度大于2mm^-2，并且

全部氮原子的浓度通过SIMS(二次离子质谱法)进行测定，所述置换型氮原子的浓度通过ESR(电子自旋共振法)进行测定，并且所述非置换型氮原子的浓度是指通过从所述全部氮原子的浓度中减去置换型氮原子的浓度而获得的浓度。