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公开(公告)号:CN110482482B
公开(公告)日:2022-04-19
申请号:CN201910670812.X
申请日:2019-07-24
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种绝缘图形化高导热金刚石散热器件的制备方法,属于电子器件制造领域。其工艺步骤为:a.将热导率大于1000W/mK,厚度200‑3000μm,直径10‑100mm的金刚石膜衬底进行研磨抛光,最终获得粗糙度为1nm‑1um的金刚石表面;b.采用光刻工艺将掩模板上周期性目标图形转移到研磨抛光后的金刚石膜上,目标图形为金属化图形,图形尺寸精度0.1μm‑1mm;c.通过高能激光烧蚀作用切割将周期性目标图案分离,使每个小尺寸金刚石样品上均布有目标图案,激光加工尺寸精度0.01‑0.2mm;d.采用氢等离子体刻蚀将激光切割后的非金刚石相如石墨等刻蚀去除,去除表面石墨污染;e.通过在氧气气氛中加热去除金刚石表面的氢终端,从而实现图形化金刚石电子器件的绝缘,最终获得分离型图形化金刚石电子器件,满足散热组件应用要求。
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公开(公告)号:CN110453176A
公开(公告)日:2019-11-15
申请号:CN201910667303.1
申请日:2019-07-23
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C14/16 , C23C14/35 , C23C16/27 , C23C16/517 , C23C28/00
Abstract: 一种长寿命超纳米金刚石周期性多层涂层刀具的制备方法,属于涂层刀具的制造技术领域。该多层化刀具涂层主要包括基体、过渡层及周期性低掺氮和高掺氮超纳米金刚石多层膜。基体的材质主要是硬质合金类,过渡层厚度为100nm-800nm,多层膜的单层厚度均小于10nm。制备方法主要包括:基体表面预处理,选择合适的喷砂速度和喷砂粒径,对基体表面进行喷砂处理,经稀硫酸溶液清洗后,获得具有合适粗糙度的基体;然后在刀具表面镀Ti/Mo复合过渡层,提高界面结合力,降低界面内应力;之后在纳米级粉体悬浊液中超声以增加形核密度;最后通过周期性调整掺氮浓度制备含氮量不同的超纳米金刚石多层涂层。本发明刀具具有硬度高、韧性好、表面光滑、精度高、寿命长等优点。
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公开(公告)号:CN107275192B
公开(公告)日:2019-10-22
申请号:CN201710556211.7
申请日:2017-07-10
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01L21/02
Abstract: 一种基于低成本单晶金刚石制备高性能金刚石半导体的方法,属于新型半导体制备技术领域。工艺步骤为:a.将市售廉价高温高压Ib型单晶金刚石衬底进行酸洗,去除表面夹杂物并形成钝化氧终结表面;b.采用微波氢等离子体短时处理活化金刚石表面并裸露出新鲜的C‑C悬挂键;c.采用微波等离子体化学气相沉积法在新鲜的金刚石表面外延生长高质量单晶金刚石薄层,主要通过引入具有自修复功能的氧原子,实现低位错密度与杂质含量的金刚石薄层外延;d.关闭碳源与氧源,采用微波氢等离子体处理外延生长后的金刚石表面,获得高的氢终结密度,在氢气气氛下冷却至室温,即获得高导电性能的金刚石半导体。本发明简化了工艺流程,降低了技术难度和生产成本,缩短了生产周期。
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公开(公告)号:CN107275192A
公开(公告)日:2017-10-20
申请号:CN201710556211.7
申请日:2017-07-10
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01L21/02
Abstract: 一种基于低成本单晶金刚石制备高性能金刚石半导体的方法,属于新型半导体制备技术领域。工艺步骤为:a.将市售廉价高温高压Ib型单晶金刚石衬底进行酸洗,去除表面夹杂物并形成钝化氧终结表面;b.采用微波氢等离子体短时处理活化金刚石表面并裸露出新鲜的C-C悬挂键;c.采用微波等离子体化学气相沉积法在新鲜的金刚石表面外延生长高质量单晶金刚石薄层,主要通过引入具有自修复功能的氧原子,实现低位错密度与杂质含量的金刚石薄层外延;d.关闭碳源与氧源,采用微波氢等离子体处理外延生长后的金刚石表面,获得高的氢终结密度,在氢气气氛下冷却至室温,即获得高导电性能的金刚石半导体。本发明简化了工艺流程,降低了技术难度和生产成本,缩短了生产周期。
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公开(公告)号:CN105036106B
公开(公告)日:2017-09-29
申请号:CN201510406256.7
申请日:2015-07-10
Applicant: 北京科技大学
IPC: C01B32/182 , C01B32/25
Abstract: 一种超高定向导热碳基复合材料的制备方法,属于半导体材料制备领域。通过金刚石表面处理后自助转移石墨烯制备石墨烯/金刚石定向超高导热复合材料,工艺步骤为:a.制备态金刚石膜经精密机械抛光获得低于1nm粗糙度的表面,也可在激光、等离子体等手段辅助下实现;b.表面精密抛光后的金刚石膜经硫酸和硝酸混合溶液煮沸后,形成表面洁净均一的氧终结;c.通过高真空环境或氢气气氛下退火使得氧终结脱附形成碳的悬挂键或氢终结;d.依托于一定衬底的石墨烯经腐蚀衬底后向转移介质转移;e.进一步利用水的表面张力,依托于转移介质的石墨烯平铺于活性金刚石表面形成原子键合,经有机溶剂溶解转移介质最终获得石墨烯/金刚石定向超高导热复合材料。
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公开(公告)号:CN105036106A
公开(公告)日:2015-11-11
申请号:CN201510406256.7
申请日:2015-07-10
Applicant: 北京科技大学
IPC: C01B31/00
Abstract: 一种超高定向导热碳基复合材料的制备方法,属于半导体材料制备领域。通过金刚石表面处理后自助转移石墨烯制备石墨烯/金刚石定向超高导热复合材料,工艺步骤为:a.制备态金刚石膜经精密机械抛光获得低于1nm粗糙度的表面,也可在激光、等离子体等手段辅助下实现;b.表面精密抛光后的金刚石膜经硫酸和硝酸混合溶液煮沸后,形成表面洁净均一的氧终结;c.通过高真空环境或氢气气氛下退火使得氧终结脱附形成碳的悬挂键或氢终结;d.依托于一定衬底的石墨烯经腐蚀衬底后向转移介质转移;e.进一步利用水的表面张力,依托于转移介质的石墨烯平铺于活性金刚石表面形成原子键合,经有机溶剂溶解转移介质最终获得石墨烯/金刚石定向超高导热复合材料。
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公开(公告)号:CN120006385A
公开(公告)日:2025-05-16
申请号:CN202510010808.6
申请日:2025-01-03
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种提升单晶金刚石半导体掺杂浓度的方法,属于半导体材料技术领域,具体是一种通过改进掺杂工艺提升单晶金刚石中半导体掺杂浓度的方法。本发明的制备方法为化学气相沉积法,工艺步骤为:a.单晶金刚石基体预处理,包括表面抛光、高温酸洗、超声清洗以及氢等离子体刻蚀;b.制备高掺杂浓度的单晶金刚石半导体,通过高频极短时间掺杂气体的快速掺入和抽出,引入掺杂原子,结合氧气加速杂质消耗,可有效促进掺入的掺杂原子形成间隙原子,显著提升载流子浓度,从而制备高浓度掺杂单晶金刚石半导体,并保持单晶金刚石良好的晶体质量。该单晶金刚石半导体可应用于高功率电子器件、高频通信、量子技术、传感器和极端环境设备等领域。
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公开(公告)号:CN119753620A
公开(公告)日:2025-04-04
申请号:CN202411791199.4
申请日:2024-12-06
Applicant: 北京科技大学
IPC: C23C16/27 , C23C16/46 , C23C16/503 , C23C16/56
Abstract: 一种减小大尺寸直流电弧等离子体CVD金刚石厚膜中应力的方法,属于金刚石材料制备领域。在直流电弧等离子体CVD沉积金刚石厚膜后,采用交流线圈对Mo衬底进行加热退火处理,降低生长应力;退火完成后,缓慢降低Mo衬底温度,使得金刚石厚膜热应力缓慢释放,从而得到低应力、无裂纹的大尺寸金刚石厚膜。本发明利用交流线圈对Mo衬底进行加热退火和缓慢降温处理,既可以降低金刚石厚膜的生长应力,也可以缓慢释放热应力,降低金刚石厚膜因为应力过大而崩裂的可能性,应用工艺相对简单、效果优良。所制备的大尺寸金刚石厚膜可用于集成半导体器件的热沉材料或光学窗口。
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公开(公告)号:CN118507440A
公开(公告)日:2024-08-16
申请号:CN202410578982.6
申请日:2024-05-10
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01L23/367 , H01L23/373 , H01L21/48 , B82Y40/00
Abstract: 本发明提供了一种碳纳米管增强金刚石微通道散热器及其制备方法,涉及高热流密度电子器件散热技术领域,包括表面具有凹槽微通道的金刚石板,凹槽微通道的通道壁表面生长有垂直取向的碳纳米管,通过利用化学气相沉积方法实现高质量自支撑金刚石膜生长;机械研磨控制自支撑金刚石膜厚度及表面质量;采用激光技术加工获得满足尺寸及规格要求的金刚石块以及不同尺寸及形状的金刚石微通道;在金刚石微通道内部生长高取向碳纳米管并进行浸润性调整,提升金刚石微通道表面与传热工质热交换性能。本发明实现了金刚石微槽道更大的散热面积与更高的传热效率,可以应用于电子芯片、光伏电池、卫星等需要高热排散效率的微电子设备。
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公开(公告)号:CN115261982B
公开(公告)日:2024-01-26
申请号:CN202210917780.0
申请日:2022-08-01
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种基于侧面键合拼接生长大尺寸单晶金刚石的方法,属于金刚石半导体生长领域。通过侧面键合,对单晶金刚石籽晶进行拼接处理,形成马赛克拼接衬底,并在衬底上外延生长CVD金刚石,工艺步骤为:a.对单晶金刚石侧面进行抛光,以获得光滑的垂直侧面;b.对金刚石籽晶侧面进行Ar+离子束轰击,以去除侧面吸附的气体和天然氧化物;c.在籽晶侧面镀键合金属膜;d.将镀完膜后的籽晶或未镀膜但已经过Ar+处理的籽晶迅速进行键合,并压紧;e.对拼接衬底在同一个抛光工件上进行抛光处理;f.抛光后的衬底转移至微波等离子体化学气相沉积装置的腔室中,进行金刚石的外延生长。本发明籽晶结合紧密,可操作性强,衬底抛光后高度差小,表面状态相近利于大面积生长。
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