[发明专利]基于网格化结构电极提高金刚石异质外延形核均匀性的方法

权利要求书

1.基于网格化结构电极提高金刚石异质外延形核均匀性的方法，其特征在于该提高金刚石异质外延形核均匀性的方法按照以下步骤实现：

一、放置网格化电极，连接直流电源电极：

将样品台放置在水冷台上，衬底位于样品台的中心处，然后将网格化电极放置在腔体底座上，网格化电极中的金属丝网(1)位于衬底的正上方，金属丝网(1)位于衬底上方的距离为15～20mm，直流偏压电源的正极连接腔体并接地，直流偏压电源的负极连接样品台，完成直流电源的连接，抽气气路的一端穿过水冷台与样品台的气腔相连通，抽气气路的另一端与气泵相连；

二、设备抽真空：

开启真空泵，使CVD腔体内真空度达到5.0×10^-7～5.0×10^-6Torr，完成设备抽气；

三、升温过程：

a、控制氢气流量为200～400sccm和CVD腔体内气压5～10Torr，设置微波功率为500～1000W，启动微波发生器，激发气体电离和解离，获得微波等离子体；

b、逐渐升高CVD腔体内气压和微波功率，升高异质衬底表面温度；

c、随着CVD腔体内气压达到10～100Torr，不断通过测温装置测量异质衬底表面温度；

d、待达到所需气压和功率后，调节样品台内部气腔的气压，保证样品台的气腔内气压低于CVD腔体内气压，异质衬底的温度达到600-900℃；

四、偏压增强形核过程：

e、通过H等离子体对异质衬底进行刻蚀清洗处理；

f、通入甲烷气体，控制甲烷气体浓度，进行等离子体预处理；

g、开启直流偏压电源，控制偏压大小为-250～-350V，进行偏压增强形核；

h、形核后关闭偏压电源，停止偏压增强形核过程；

五、外延金刚石膜生长过程：

i、降低甲烷浓度，开始进行金刚石外延生长，直至沉积生长结束；

j、降低气压和功率，停止微波，CVD腔体抽真空，使CVD腔体内真空度达到5.0×10^-7～5.0×10^-6Torr；

k、放气使CVD腔体内气压到达740～750Torr后，打开腔体，获得外延金刚石薄膜；

六、外延金刚石薄膜图形化加工与生长：

l、通过光刻、刻蚀外延金刚石膜，形成具有图案化的金刚石膜；

m、将图案化的金刚石膜置于CVD腔体中，利用化学气相沉积法生长金刚石膜，完成基于网格化结构电极提高金刚石异质外延形核均匀性的方法；

其中所述的网格化电极是由金属丝网(1)、多个支架(2)和多个连接臂(3)组成，金属丝网(1)水平设置，在金属丝网(1)的周向上竖立有多根支架(2)，每个连接臂(3)的一端与金属丝网(1)相连接，每个连接臂(3)的另一端与支架(2)相连接；

所述样品台的底部开有气腔。

2.根据权利要求1所述的基于网格化结构电极提高金刚石异质外延形核均匀性的方法，其特征在于网格化电极中的金属丝网(1)的材质为金属Mo。

3.根据权利要求1所述的基于网格化结构电极提高金刚石异质外延形核均匀性的方法，其特征在于网格化电极中的金属丝网(1)为圆形金属丝网。

4.根据权利要求1所述的基于网格化结构电极提高金刚石异质外延形核均匀性的方法，其特征在于所述的连接臂(3)是在金属Mo丝外面包有Al₂O₃管。

5.根据权利要求1所述的基于网格化结构电极提高金刚石异质外延形核均匀性的方法，其特征在于在金属丝网(1)的周向上竖立有三根支架(2)。

6.根据权利要求1所述的基于网格化结构电极提高金刚石异质外延形核均匀性的方法，其特征在于支架(2)的材质为Al₂O₃。

7.根据权利要求1所述的基于网格化结构电极提高金刚石异质外延形核均匀性的方法，其特征在于样品台为圆台体。