[发明专利]太赫兹波段用小尺寸超薄单晶金刚石窗片及其制备方法在审
| 申请号： | 202210398248.2 | 申请日： | 2022-04-15 |
| 公开（公告）号： | CN114775051A | 公开（公告）日： | 2022-07-22 |
| 发明（设计）人： | 宋惠;易剑;江南;褚伍波;李赫;西村一仁 | 申请（专利权）人： | 宁波杭州湾新材料研究院;中国科学院宁波材料技术与工程研究所 |
| 主分类号： | C30B25/20 | 分类号： | C30B25/20;C30B25/18;C30B25/16;C30B29/04;H01J23/12;H01J25/34;B24B1/00;B23K26/38;B23K26/402 |
| 代理公司： | 杭州天勤知识产权代理有限公司 33224 | 代理人： | 刘诚午 |
| 地址： | 315336 浙江*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 赫兹 波段 尺寸 超薄 金刚石 及其 制备 方法 | ||
1.一种单晶金刚石窗片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对单晶金刚石籽晶片进行微波等离子体化学气相沉积，刻蚀表面后同质外延生长单晶金刚石，得到单晶金刚石片；
(2)加工步骤(1)得到的单晶金刚石片以达到目标尺寸；
(3)将步骤(2)加工好的单晶金刚石片固定于相适配的多晶金刚石模板中进行抛光处理，脱模后得到所述的单晶金刚石窗片。
2.根据权利要求1所述的单晶金刚石窗片的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将单晶金刚石籽晶片进行预处理后再进行微波等离子体化学气相沉积，预处理步骤为：对单晶金刚石籽晶片进行酸洗、超声清洗去除污染物后氮气吹干。
3.根据权利要求1所述的单晶金刚石窗片的制备方法，其特征在于，
所述的微波等离子体化学气相沉积包括氢等离子体刻蚀阶段和同质外延生长单晶金刚石阶段；
氢等离子体刻蚀阶段参数为：氢气流量为100～400sccm，气压控制在10～20KPa，温度为800～900℃，时间为15～25min；
同质外延生长单晶金刚石阶段参数为：甲烷流量为4～15sccm，氢气流量为200～400sccm，压强控制在1～4KPa，沉积温度为850～1000℃。
4.根据权利要求1所述的单晶金刚石窗片的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，采用高效能激光切割机对步骤(1)得到的单晶金刚石片进行加工以达到目标尺寸。
5.根据权利要求1所述的单晶金刚石窗片的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的多晶金刚石模板由多晶金刚石片采用ICP刻蚀技术加工制得，能够固定至少2个步骤(2)加工好的单晶金刚石片。
6.根据权利要求1所述的单晶金刚石窗片的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，抛光速率为200～400nm/h。
7.根据权利要求1-6任一所述的单晶金刚石窗片的制备方法制得的单晶金刚石窗片。
8.根据权利要求7所述的单晶金刚石窗片，其特征在于，所述的单晶金刚石窗片为圆形，直径1.0～2.5mm，厚度为0.08～0.2mm，表面粗糙度为10～30nm。
9.根据权利要求7所述的单晶金刚石窗片作为太赫兹行波管输能窗片的应用。
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