[发明专利]金刚石的非均质液相结晶无效

专利信息
申请号: 98814152.3 申请日: 1999-07-08
公开(公告)号: CN1301236A 公开(公告)日: 2001-06-27
发明(设计)人: 阿纳托里·巴甫洛维奇·塞雷大 申请(专利权)人: 阿纳托里·巴甫洛维奇·塞雷大;阿尔卡迪·伊戈雷维奇·贾金柯;阿纳托里·德米特里耶维奇·皮斯柯沃伊
主分类号: C01B31/06 分类号: C01B31/06;C30B29/04
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 代理人: 严舫
地址: 乌克*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 金刚石 非均质液相 结晶
【说明书】:

合成金刚石(SD)在当代材料生产领域中的应用变得极为广泛。实际上,目前各种合成金刚石已使用于所有的生产工业中。现在,SD最广泛地用于下述的机械工程中[1]:

削切工具的金刚石磨蚀机械加工;

金属表面的金刚石研磨;

金刚石搪磨;

脆性非金属材料的金刚石磨蚀机械加工;

木材、塑料和橡胶的机械加工;

以SD为基础的钻具在石油钻井中的使用;

在所有工具制造生产设施中,渗碳的碳化物和高速工具的抛光处理。

金刚石在电子学方面有着极广泛的应用。在美国和日本已报道关于金刚石计算机芯片的开发(住友电气公司),散热器的商品生产(住友电气公司),以及以金刚石薄膜为基体的声膜(索尼公司)。

现在,以金刚石为基础的许多器件诸如两极晶体管,肖特基-势垒二极管,点接触和场效应晶体管等已得到开发。具有最高实用意义的是可渗透性基片微波晶体管。微波晶体管的特征是于30GHz频率下有高达20W的高功率额定值,这一数值高于这类最先进器件一个量级。创最高热导值的金刚石,会在制作大规模和超大规模芯片的基片技术中引起一场实际的革命[2]。

人们已经注意到,在SD半导体技术中只有两种或三种合金的混合物于晶体生长过程中被引入,而天然金刚石却含有50种不同的合金混合物并且在许多结合中有缺陷。

现代金刚石的合成方法可分类如下[1]:

1.在高静态压力下进行合成;

2.在高负荷下合成;

3.从液相中进行非均质结晶;

4.激光合成;

5.等离子体合成。

发明的已知类似技术之一包括有一种金刚石非均质气相结晶法,已公开于文献(4)。

在非均质成核中,人们可区别两种可能的原子源,这些原子源即形成了临界核,并且它们参与生长阶段。碳原子(以分子或自由基形式引入的)可直接来自气相(直接碰撞反应,里德尔Riedel机理),或来自吸附的两向或二维气体,这是由于表面迁移所致(朗格缪尔langmuir机理)。

现在让我们来考虑二组分体系,例如甲烷一氢。使用如下符号:

P1…P2-甲烷和氢的分压力。

θ1…θ2-被所吸附的甲烷(或甲基)和氢填充的表面填充程度。则受到成核速率限制的石墨的生长速率将确定为

V-θαβ+θαβ·J,    (2.1)式中J是每单位面积的甲烷分子流量。式中第一被加数相当于从两向吸附层中的成核,而第二被加数相当于临界成核过程,按照直接碰撞机理进行。

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