[发明专利]一种自支撑金刚石膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种自支撑金刚石膜的制备方法，属于化学气相沉积金刚石膜技术领域。本发明方法首先在硅基片上表面及侧表面预沉积一层钛金属涂层，然后在含钛金属涂层的硅基片上表面再沉积一层钼金属涂层，再采用化学气相沉积方法在预沉积钛/钼复合金属涂层的硅基片上表面沉积金刚石膜，最后使用草酸溶液腐蚀样品得到自支撑金刚石膜并回收硅基片重复使用。与现有技术相比，本发明具有的优点有金刚石膜形核快，能缩短沉积时间；硅片可以重复使用，能降低生产成本；能够避免常规酸腐蚀硅基片时造成的环境污染。

主权项

一种自支撑金刚石膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）钛金属涂层制备：取厚度为3‑5mm 的硅基片（1），用去离子水和丙酮分别超声清洗干净并用热风吹干，使用磁控溅射方法或双辉等离子体渗金属方法，在硅基片（1）的上表面及侧表面上制备一层厚度为10‑20 μm 的钛金属涂层（2）；2）钼金属涂层制备：使用双辉等离子体渗金属方法，在硅基片（1）上表面的钛金属涂层（2）上再制备一层厚度为2‑4μm 的钼金属涂层（3）；3）金刚石膜的制备：使用粒度为3‑10μm 的金刚石粉研磨硅基片（1）上表面的钼金属涂层（3）表面，对钼金属涂层（3）表面进行粗化处理，然后用去离子水和丙酮分别超声清洗并用热风吹干，最后采用化学气相沉积法在硅基片（1）上表面的钼金属涂层（3）表面制备金刚石膜（4）；4）酸洗：将制备了金刚石膜（4）的硅基片（1）浸泡在质量浓度为10‑12%、温度为50‑60℃的草酸溶液中，去除硅基片（1）上的钛金属涂层（2），使硅基片（1）与金刚石膜（4）分离；5）后处理：使用抛光机研磨金刚石膜（4）的形核面，去除残留的金属涂层及碳化物，即获得自支撑金刚石膜；清洗硅基片（1）并回收后重复使用；在步骤2）的钼金属涂层制备过程中，使用石墨环（5）将硅基片（1）套在中间，使钼金属涂层（3）仅覆盖在硅基片（1）上表面的钛金属涂层（2）上，避免硅基片（1）侧表面的钛金属涂层（2）上被溅射上钼金属涂层（3）；在步骤3）的金刚石膜（4）制备过程中，将涂有钛金属涂层（2）和钼金属涂层（3）的硅基片（1）放置在带凹槽的钼模（6）中，凹槽的直径和深度与硅基片（1）的直径和厚度相同，从而使金刚石膜（4）只在硅基片（1）上表面的钼金属涂层（3）上沉积，避免在硅基片（1）侧表面的钛金属涂层（2）上沉积。