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

Inventor： 刘金龙 ,  李成明 ,  林亮珍 ,  郑宇亭 ,  赵云 ,  闫雄伯 ,  陈良贤 ,  魏俊俊 ,  黑立富 ,  张建军

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。

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

Inventor： 刘金龙 ,  李成明 ,  林亮珍 ,  郑宇亭 ,  赵云 ,  闫雄伯 ,  陈良贤 ,  魏俊俊 ,  黑立富 ,  张建军

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。

公开(公告)号：CN107419329B

公开(公告)日：2019-08-27

申请号：CN201710363710.4

申请日：2017-05-22

Applicant: 北京科技大学

Inventor： 李成明 ,  郑宇亭 ,  林亮珍 ,  赵云 ,  刘金龙 ,  魏俊俊 ,  陈良贤 ,  黑立富

IPC: C30B25/20 ,  C30B29/04

Abstract: 一种单晶金刚石表面原位n型半导体化全碳结构的制备方法，属于半导体基础电路用基体材料制备领域。工艺步骤为：a.利用机械抛光将单晶金刚石抛光至表面粗糙度低于1nm；b.酸洗并采用H2等离子体原位刻蚀，使籽晶表面形成微观形核点；c.将单晶金刚石基底置于钼托微槽内，样品表面至槽高度与样品和微槽间隙比例保持在0.5‑0.7之间；d.以单晶金刚石为籽晶，通过控制沉积工艺抑制含碳基团的空间传输与表面扩散，在单晶金刚石表面sp3结构下抑制抽取反应，依赖单晶金刚石的台阶与缺陷区，实现超纳米金刚石形核与生长；同时掺氮实现超纳米金刚石的n型掺杂，最终在未改变单晶金刚石籽晶原始条件下实现表面原位n型导电超纳米金刚石薄层的制备，形成一种全碳结构的金刚石半导体。

公开(公告)号：CN107419329A

公开(公告)日：2017-12-01

申请号：CN201710363710.4

申请日：2017-05-22

Applicant: 北京科技大学

Inventor： 李成明 ,  郑宇亭 ,  林亮珍 ,  赵云 ,  刘金龙 ,  魏俊俊 ,  陈良贤 ,  黑立富

IPC: C30B25/20 ,  C30B29/04

Abstract: 一种单晶金刚石表面原位n型半导体化全碳结构的制备方法，属于半导体基础电路用基体材料制备领域。工艺步骤为：a.利用机械抛光将单晶金刚石抛光至表面粗糙度低于1nm；b.酸洗并采用H2等离子体原位刻蚀，使籽晶表面形成微观形核点；c.将单晶金刚石基底置于钼托微槽内，样品表面至槽高度与样品和微槽间隙比例保持在0.5-0.7之间；d.以单晶金刚石为籽晶，通过控制沉积工艺抑制含碳基团的空间传输与表面扩散，在单晶金刚石表面sp3结构下抑制抽取反应，依赖单晶金刚石的台阶与缺陷区，实现超纳米金刚石形核与生长；同时掺氮实现超纳米金刚石的n型掺杂，最终在未改变单晶金刚石籽晶原始条件下实现表面原位n型导电超纳米金刚石薄层的制备，形成一种全碳结构的金刚石半导体。

公开(公告)号：CN206828679U

公开(公告)日：2018-01-02

申请号：CN201720707933.3

申请日：2017-06-16

Applicant: 北京科技大学

Inventor： 李成明 ,  赵云 ,  林亮珍 ,  安康 ,  郑宇亭 ,  黑立富 ,  刘金龙 ,  魏俊俊 ,  陈良贤

IPC: C30B29/04 ,  C30B25/12

Abstract: 一种微波等离子体化学气相沉积法生长单晶金刚石用的沉积台，所述沉积台由内外两部分组成，外部为屏蔽套环，内部为金刚石籽晶托；所述屏蔽套环中部开有阶梯形通孔，上部为四边形方孔，下部为圆孔；所述金刚石籽晶托为阶梯轴状，上部为四方轴，下部为圆轴。本实用新型在微波等离子体化学气相沉积生长单晶金刚石的过程中，通过屏蔽套环对微波电场的屏蔽作用，减少电场对其产生的边缘效应，提高单晶金刚石合成的局部可控性，并使金刚石籽晶处在一个合适的热环境中，以促进在高生长速率下进行高质量单晶金刚石的生长，同时在生长结束后，便于对金刚石与籽晶托接触面之间所产生的沉积物或碳化物进行清理，维持界面之间的良好导热，提高单晶金刚石生长工艺参数的可重复性。