[发明专利]一种同质外延生长单晶金刚石时控制表面温度的方法

摘要

一种同质外延生长单晶金刚石时控制表面温度的方法，属于晶体生长技术领域。针对现有的MWCVD生长系统中籽晶表面温度难以有效调控的问题，本发明所述方法包括步骤如下金刚石籽晶清洗→焊接→选择隔热丝→制作隔热丝→放置样品→生长前准备工作→金刚石生长。本发明通过制备隔热用隔热丝，确保了金刚石样品表面温度不会因为导热过快而过低，且根据不同工艺参数选择不同规格的隔热丝，实现金刚石样品表面温度可控，使金刚石在所需的温度等工艺参数下进行生长。由于隔热丝的特殊形态，保证了金刚石样片表面水平，与等离子体球均匀接触，保证了温度场及碳源密度的均匀性，使得生长效果更好。

主权项

一种同质外延生长单晶金刚石时控制表面温度的方法，其特征在于所述方法步骤如下：一、清洗：将单晶金刚石籽晶和金属钼衬底圆片进行清洗；二、焊接：将籽晶用金箔焊接在钼衬底圆片上，使籽晶得以固定；三、制作隔热丝：将隔热丝裁剪为0.5~1.5cm长度，从中间折弯成“V”型，所述隔热丝为钨丝，所述“V”型的两边平直且没有弯曲，夹角为45°~75°；四、放置样品：将制作好的隔热丝放于金刚石生长系统的底座托盘中心，将焊接好的样品平稳放于隔热丝之上；五、生长前准备工作：（1）关舱后，进行舱体的抽真空，使舱内真空度达到3.0×10‑6~5.0×10‑6mbar；（2）开启程序，设定氢气流量为200sccm，舱内气压为10mbar，启动微波发生器，激活等离子体；（3）升高气压和功率，使样品表面温度达到850~950℃，在氢等离子体气氛中清洗10~30分钟；（4）通入氧气，设定氧气流量为5~10sccm，在氢氧混合等离子体气氛下刻蚀5~20分钟；（5）关闭氧气阀门，停止通入氧气；六、金刚石生长：打开甲烷气体阀门，通入甲烷气体，并设定甲烷流量与氢气流量的比值，同时调整气压和功率，使得样品表面温度达到单晶金刚石所需要的生长条件。