[发明专利]单晶金刚石生长方法和装置有效
| 申请号： | 201810353439.0 | 申请日： | 2018-04-19 |
| 公开（公告）号： | CN108315816B | 公开（公告）日： | 2019-06-25 |
| 发明（设计）人： | 汤朝晖;高冰;刘胜;汪启军;张磊;潘俊衡;谢英 | 申请（专利权）人： | 武汉大学 |
| 主分类号： | C30B29/04 | 分类号： | C30B29/04;C30B25/16;C30B25/20 |
| 代理公司： | 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 俞琳娟 |
| 地址： | 430072 湖*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | 本发明提供一种单晶金刚石生长方法和装置，能够实现大尺寸单晶金刚石的快速生长。本发明所提供的单晶金刚石生长方法，包括如下步骤：将金刚石衬底放置于谐振腔中；将含有碳源和氢气的反应气体通入电离腔中进行充分电离，然后将电离后的气体通入谐振腔中进行微波等离子体化学气相沉积，在衬底上快速生长金刚石。装置包括：气相沉积部，包含：用于金刚石外延生长的谐振腔，设置在谐振腔中、用于放置金刚石外延衬底的基片台，以及与谐振腔相连的微波发生器；和电离部，包含：与谐振腔相连通的电离腔，分别设置在电离腔的出口端和入口端的两块电极，以及设置在电离腔外围、对电离腔进行冷却的冷却腔。 | ||
| 搜索关键词： | 谐振腔 电离腔 单晶金刚石 金刚石 电离 衬底 生长 方法和装置 金刚石外延 快速生长 微波等离子体化学气相沉积 大尺寸单晶 微波发生器 反应气体 气相沉积 氢气 出口端 基片台 冷却腔 电极 冷却 外围 | ||
【主权项】：
1.一种单晶金刚石生长方法，其特征在于，包括如下步骤：将金刚石衬底放置于谐振腔中；将含有碳源和氢气的反应气体通入电离腔中进行充分电离；然后将电离后的气体通入所述谐振腔中进行微波等离子体化学气相沉积，在衬底上快速生长金刚石，其中，在所述反应气体中，所述碳源为纯度99.999％的甲烷CH4，甲烷CH4占所述反应气体总量的0.5％～2％(V/V)，氢气的纯度为99.999％，所述电离腔的高压电源为1～10万伏直流连续电源或直流脉冲电源，直流脉冲电源脉冲宽度为10～20ms，所述谐振腔内进行微波等离子体化学气相沉积的工作频率为915MHz，功率为70～75kW，所述谐振腔内的真空度在0.1Pa以上，衬底温度为800～1200℃。
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