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公开(公告)号：CN118996392A
公开(公告)日：2024-11-22
申请号：CN202411015068.7
申请日：2024-07-26
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/511
Abstract: 本发明属于微波等离子体法化学气相沉积领域，具体涉及一种多个等离子体源组合式表面波等离子体化学气相沉积装置。包括：5.8 GHz微波电源、矩形波导、三销钉调配器、短路活塞、铜天线、石英介质腔、不锈钢外壁、观察窗口、可水平转动式衬底台结构、衬底加热系统。铜天线安装于矩形波导上，微波经铜天线耦合在石英介质腔下方激发等离子体并伴随表面波。三个等离子体源各自呈120°夹角排列组合，以实现大面积等离子体放电。产生的等离子体在石英介质腔内向下扩散，用于金刚石沉积或表面改性的基底置于反应室底部，衬底台可水平旋转以提高沉积均匀性。本装置主要应用于在热敏感材料上制备金刚石涂层，大尺寸金刚石同质外延，以及材料的表面官能团改性。
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公开(公告)号：CN118028972B
公开(公告)日：2024-09-27
申请号：CN202410120657.5
申请日：2024-01-29
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种TM多模微波等离子体化学气相沉积装置，属于微波等离子体法化学气相沉积领域，具体涉及。包括：微波电源、矩形波导、三销钉调配器、短路活塞、同轴线模式转换器、环形石英窗、非圆柱形微波谐振腔、测温窗口、观察窗口、进气口、排气口、冷却水口、沉积台、可升降式衬底台调谐结构、偏压电极。非圆柱形微波谐振腔上部圆柱结构直径较小，用于产生TM01模；下部圆柱结构直径较大，用于产生TM02模。TM01和TM02模在衬底处叠加，激发大面积、均匀等离子体。腔室侧面采用了斜面结构，使得微波在衬底处聚焦，增强了衬底表面的电场。相较于典型TM01或TM02单模装置的2英寸有效沉积面积，本多模装置可实现更大尺寸的等离子体放电，可将有效沉积面积拓广至4英寸。
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公开(公告)号：CN117779001B
公开(公告)日：2024-08-20
申请号：CN202410077617.7
申请日：2024-01-18
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/56 , B23K26/352 , C23C16/27
Abstract: 本发明提供了一种通过多重激光快速平整金刚石膜的方法，属于金刚石加工技术领域，具体包括：步骤1、CVD金刚石膜沉积；步骤2、纳秒激光诱导形成石墨启动层；步骤3、高能激光初步研磨；步骤4、高能激光精细研磨；步骤5、清洗。本发明方法在极大提高加工效率的同时保证了加工质量，对于光学级及热学级CVD金刚石均有适用性，通过激光引入石墨启动层解决了目前金刚石膜难以用近红外激光加工的问题。
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公开(公告)号：CN115573032B
公开(公告)日：2024-06-21
申请号：CN202211272732.7
申请日：2022-10-18
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种组装式合成大尺寸单晶金刚石的方法，属于人工金刚石领域。包括以下步骤：a.组装块生长：对同一籽晶进行相同的预处理，在同一衬底上进行取向相同的单晶金刚石外延生长，获得质量与取向一致的金刚石组装块；b.组装块加工：对金刚石组装块表面进行精密抛光，以获得原子尺度表面状态的金刚石组装块；c.表面活化：对金刚石组装块(生长层)进行表面活化处理，获得表面的高密度羟基；d.组装键合：金刚石组装块取向一致的利用侧面贴合在一起，置于键合机中，施加压力，并升至设定温度保温一段时间后在N2保护中退火，将金刚石组装块利用表面终端化键合在一起以合成大尺寸单晶金刚石。本发明组装块是由高质量高温高压金刚石复制而来，晶体质量好。
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公开(公告)号：CN118028972A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410120657.5
申请日：2024-01-29
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种TM多模微波等离子体化学气相沉积装置，属于微波等离子体法化学气相沉积领域，具体涉及。包括：微波电源、矩形波导、三销钉调配器、短路活塞、同轴线模式转换器、环形石英窗、非圆柱形微波谐振腔、测温窗口、观察窗口、进气口、排气口、冷却水口、沉积台、可升降式衬底台调谐结构、偏压电极。非圆柱形微波谐振腔上部圆柱结构直径较小，用于产生TM01模；下部圆柱结构直径较大，用于产生TM02模。TM01和TM02模在衬底处叠加，激发大面积、均匀等离子体。腔室侧面采用了斜面结构，使得微波在衬底处聚焦，增强了衬底表面的电场。相较于典型TM01或TM02单模装置的2英寸有效沉积面积，本多模装置可实现更大尺寸的等离子体放电，可将有效沉积面积拓广至4英寸。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118007235A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410003392.0
申请日：2024-01-02
Applicant: 北京科技大学 , 河南飞孟金刚石股份有限公司
Abstract: 一种周期性振幅与脉宽调制时空能量生长单晶金刚石的方法，属于单晶金刚石技术领域。本发明在CVD单晶金刚石生长过程中施加脉宽周期递减的双向脉冲偏压电源，偏压的施加可以引导等离子体中的离子轰击金刚石表面，轰击效率更高，表面原子迁移能力更强，离子利用率更高，可消除单晶边缘生长的多晶以及表面缺陷和石墨相。利用偏压赋能的高离化氩离子调制生长基团能量，通过氩离子化学气相沉积单晶金刚石衬底台阶流上的反应基团进行相互作用，形成可变能量和脉宽周期性持续作用，实现碳原子的有序排列，达到大范围、持续性、低损耗消除生长缺陷的作用，提高单晶金刚石外延生长的质量，获得高质量电子级金刚石单晶，为金刚石半导体应用提供基础材料。
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公开(公告)号：CN117779001A
公开(公告)日：2024-03-29
申请号：CN202410077617.7
申请日：2024-01-18
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/56 , B23K26/352 , C23C16/27
Abstract: 本发明提供了一种通过多重激光快速平整金刚石膜的方法，属于金刚石加工技术领域，具体包括：步骤1、CVD金刚石膜沉积；步骤2、纳秒激光诱导形成石墨启动层；步骤3、高能激光初步研磨；步骤4、高能激光精细研磨；步骤5、清洗。本发明方法在极大提高加工效率的同时保证了加工质量，对于光学级及热学级CVD金刚石均有适用性，通过激光引入石墨启动层解决了目前金刚石膜难以用近红外激光加工的问题。
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公开(公告)号：CN117238757A
公开(公告)日：2023-12-15
申请号：CN202311194564.9
申请日：2023-09-15
Applicant: 北京科技大学 , 河南飞孟金刚石股份有限公司
IPC: H01L21/04
Abstract: 一种金刚石逻辑集成器件的制备方法，属于半导体电子器件制备领域。工艺步骤如下：a.未掺杂金刚石衬底的处理和生长；b.外延生长的未掺杂金刚石层抛光、酸洗和超声清洗，臭氧紫外光辐照形成氧终端金刚石表面；c.光刻，Ti/Au掩膜沉积，抽真空，降室温沉积Si膜；d.原位真空高温退火，电感耦合等离子体‑反应离子刻蚀；e.Ti/Au掩膜剥离、清洗并进行金刚石表面氢化；f.光刻，源漏极沉积并用氧等离子体进行器件隔离；g.沉积栅极氧化物，完成金刚石逻辑集成器件制备。本发明通过高质量单晶金刚石生长、光刻掩膜处理、硅膜沉积、电感离子耦合刻蚀、金刚石氢化等技术，高效便捷、极大保持了金刚石界面的沟道性能，实现了金刚石逻辑集成器件的制备。
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公开(公告)号：CN108914088B
公开(公告)日：2023-07-28
申请号：CN201811146959.0
申请日：2018-09-29
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/27 , C23C16/503 , C23C16/448
Abstract: 一种制备高质量金刚石的气体循环系统及使用方法，属于材料制备领域。气体循环系统包括直流喷射等离子体化学气相沉积系统、气体供给系统、尾气循环系统、气体纯化系统。气体供给系统为两台直流喷射等离子体化学气相沉积装置提供原料气。尾气循环系统可将沉积系统中的尾气抽出，并供给到由氢气提纯仪组成的气体纯化系统，尾气经过提纯之后分离出高纯氢气和含氩、碳元素的混合气，其中高纯氢气供给回沉积装置，含氩、碳尾气作为原料气供给到其中一台沉积装置中沉积热沉级金刚石，另一台沉积装置可以实现高纯气体的供给，沉积光学级金刚石膜。通过上述过程，实现高纯氢气的循环使用，既可满足高质量金刚石膜的制备需求，也可降低制备成本。
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公开(公告)号：CN114717534A
公开(公告)日：2022-07-08
申请号：CN202210320506.5
申请日：2022-03-29
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/27 , C23C16/511
Abstract: 一种大面积超高硬度金刚石膜的制备方法，属于超硬材料领域。本发明采用等离子体化学气相沉积，通过在常规碳氢等离子体环境中间歇性通入氮气和氩气实现扰动，打破等离子体平衡态生长，在金刚石膜中引入大量层错、孪晶缺陷，高密度缺陷实现了金刚石膜超高硬度的显著增强。工艺步骤为：a.将衬底经过研磨和超声清洗预处理；b.采用等离子化学气相沉积设备，在氢氧等离子体环境中刻蚀衬底表面；c.在高浓度甲烷环境中进行金刚石形核，在衬底表面形成高密度晶核；d.在形核后的衬底表面沉积一层超纳米金刚石膜；e.在碳氢等离子体环境中生长金刚石膜时，间歇性通入氮气和氩气，扰动等离子体环境，实现具有高缺陷密度的金刚石膜沉积，使得金刚石膜硬度显著增强。
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