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一種脈沖正偏壓增強(qiáng)CVD金剛石異質(zhì)外延形核的方法

文檔序號(hào):40615801發(fā)布日期:2025-01-07 21:24閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種脈沖正偏壓增強(qiáng)cvd金剛石異質(zhì)外延形核的方法,其特征在于包括下列步驟:首先將承載樣品的鉬托放置于cvd腔體中央的水冷臺(tái)上,直流脈沖電源正極通過導(dǎo)線接到cvd設(shè)備天線上,直流脈沖電源的另一電極通過導(dǎo)線連接到cvd腔體外殼上并接地;然后將用于外延的異質(zhì)襯底置于鉬托中心位置,抽真空;接著通入氫氣,打開微波電源,逐漸增加功率并調(diào)節(jié)氣壓直至溫度達(dá)到600~800℃;最后控制甲烷濃度,打開脈沖偏壓電源進(jìn)行增強(qiáng)形核,設(shè)置偏壓參數(shù)為:脈沖電壓為100~1000?v,脈沖占空比為10%~85%,從而得到高密度外延形核的異質(zhì)襯底。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脈沖正偏壓增強(qiáng)cvd金剛石異質(zhì)外延形核的方法,其特征在于包括下列步驟:

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種脈沖正偏壓增強(qiáng)cvd金剛石異質(zhì)外延形核的方法,其特征在于:所述步驟(1)中,承載樣品的鉬托的厚度在1~5?mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種脈沖正偏壓增強(qiáng)cvd金剛石異質(zhì)外延形核的方法,其特征在于:所述步驟(2)中,用于外延的異質(zhì)襯底為si、c-bn、sic或ir基復(fù)合襯底。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種脈沖正偏壓增強(qiáng)cvd金剛石異質(zhì)外延形核的方法,其特征在于:所述步驟(3)中,氫氣流量為50~600?sccm,啟動(dòng)微波發(fā)生器時(shí)的腔體氣壓為0.4~0.8kpa。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種脈沖正偏壓增強(qiáng)cvd金剛石異質(zhì)外延形核的方法,其特征在于:所述步驟(4)中,外延襯底溫度為600~800℃,腔體內(nèi)氣壓為3~4?kpa,微波功率為1500~2000?w。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種脈沖正偏壓增強(qiáng)cvd金剛石異質(zhì)外延形核的方法,其特征在于:氣壓升高速率為0.1~0.5?kpa/min,功率升高速率為50~200?w/min,溫度升高速率為30~70℃/min。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種脈沖正偏壓增強(qiáng)cvd金剛石異質(zhì)外延形核的方法,其特征在于:所述步驟(6)中,甲烷流量為0~500?sccm,體積分?jǐn)?shù)為1%~5%。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種脈沖正偏壓增強(qiáng)cvd金剛石異質(zhì)外延形核的方法,其特征在于:所述步驟(7)中,開啟偏壓模式之前溫度穩(wěn)定時(shí)間為5~15?min。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種脈沖正偏壓增強(qiáng)CVD金剛石異質(zhì)外延形核的方法,屬于CVD法異質(zhì)外延單晶金剛石技術(shù)領(lǐng)域。首先將承載樣品的鉬托放置于CVD腔體中央的水冷臺(tái)上,直流脈沖電源正極通過導(dǎo)線接到CVD設(shè)備天線上,直流脈沖電源的另一電極通過導(dǎo)線連接到CVD腔體外殼上并接地;然后將用于外延的異質(zhì)襯底置于鉬托中心位置,抽真空;通入氫氣,打開微波電源,逐漸增加功率并調(diào)節(jié)氣壓;通入甲烷,打開脈沖偏壓電源,進(jìn)行增強(qiáng)形核。本發(fā)明利用直流脈沖電源通過非連續(xù)的脈沖方式來轟擊基體表面,達(dá)到熱均衡補(bǔ)償效果;同時(shí)對(duì)基體施加脈沖正偏壓,實(shí)現(xiàn)了在絕緣異質(zhì)襯底上高密度外延形核的效果,對(duì)于大尺寸單晶金剛石的異質(zhì)外延生長(zhǎng)與應(yīng)用具有重要意義。

技術(shù)研發(fā)人員:周兵,李俊峰,劉竹波,于盛旺
受保護(hù)的技術(shù)使用者:太原理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/6
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