[发明专利]降低异质外延偏压阈值的方法

权利要求书

1.降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于该降低异质外延偏压阈值的方法按照以下步骤实现：

一、Ir复合导电衬底的制备：

a、采用电子束蒸发法在衬底上蒸镀一层铱薄膜，得到Ir复合衬底；

b、在氩气环境中，对Ir复合衬底进行原位退火处理，得到退火后Ir复合衬底；

c、使用磁控溅射法在退火后Ir复合衬底的背面和侧面沉积金膜，得到Ir复合导电衬底；

二、抽真空过程：

d、将样品托放置在CVD腔体内的水冷台上，样品托的底部开有凹腔，再将Ir复合导电衬底放置在样品托上，关闭CVD腔体；

e、依次使用机械真空泵和分子泵对CVD腔体进行抽真空，使CVD腔体内真空度达到5.0×10^-7～5.0×10^-6Torr的水平，样品托凹腔的气路压强达到0～5Torr水平，完成抽真空；

三、激活等离子体并升温：

f、通入氢气，调整CVD腔体内压强至5～10Torr水平，启动微波源，激发等离子体；

g、同步升高CVD腔体内气压和微波发生器的功率分别至22～27Torr和1300W～1800W，使Ir复合导电衬底温度升高；

h、通过红外测温装置观测Ir复合导电衬底温度，升温衬底温度至650～900℃，完成升温过程；

四、偏压增强形核工艺：

i、利用氢等离子体对Ir复合导电衬底进行刻蚀清洗；

j、然后通入甲烷气体，开始形核过程；

k、开启偏压电源，直流偏压电源的正极连接CVD腔体并接地，直流偏压电源的负极连接样品托，开启直流偏压电源，逐步升高偏压至250～325V，进行偏压增强形核；

l、关闭偏压装置，停止偏压增强形核过程；

五、金刚石生长过程：

m、降低甲烷的流量，开始异质外延生长；

n、异质外延生长完成后，停止通入甲烷，同步降低微波发生器功率和CVD腔体压强，待微波发生器功率降至600～900W，气压降至5～8Torr，停止通入氢气；

o、待腔体内气压不高于0.5Torr时，通入氮气至大气压，开腔，完成偏压增强CVD异质外延形核生长。

2.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤a中所述的衬底为STO单晶衬底、a-蓝宝石单晶衬底或者氧化镁单晶衬底。

3.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤a中铱薄膜的厚度为

4.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤b中所述的原位退火处理是以500～1000℃退火0.5～2h。

5.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤f中控制氢气的流量为200～400sccm。

6.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤h中升温衬底温度至650～750℃。

7.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤j中通入甲烷气体，控制甲烷的体积分数为2.5％～3.5％。

8.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤k中偏压增强形核时间为60min～90min。

9.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤m中降低甲烷的流量，控制甲烷的体积分数为1.5％～2.0％。