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公开(公告)号：CN111732099B
公开(公告)日：2021-10-15
申请号：CN202010519160.2
申请日：2020-06-09
申请人： 北京科技大学
摘要： 一种基于催化反应减小纳米金刚石尺寸的方法，属于纳米材料领域。工艺步骤为：a.对所选用人工合成的纳米金刚石粉体先用化学处理的方法进行纯化并分离，然后干燥备用；b.将纯化干燥后的纳米金刚石分散在去离子水中，并磁力搅拌使其形成悬浮液；c.配制金属包裹物前驱体溶液并加入纳米金刚石悬浮液中继续强烈磁力搅拌，待充分混合后向混合液中滴加待反应溶液后继续搅拌；d.搅拌完成后将获得的混合液移入反应釜中加热保温数小时后自然冷却取出，并将冷却液洗涤分离并真空干燥得到纳米金刚石与金属复合物粉体；e.将复合物粉体低温热处理数小时并进行酸处理，分离至中性干燥，最终获得小粒径纳米金刚石材料。该晶粒细化的纳米金刚石粉体能够更好的应用在生物标记等领域。
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公开(公告)号：CN113373512A
公开(公告)日：2021-09-10
申请号：CN202110565858.2
申请日：2021-05-24
申请人： 北京科技大学
摘要： 本发明公开一种基于铱‑石墨烯结构化缓冲层的单晶金刚石外延生长方法，属于半导体材料制备领域。其特征在于：利用磁控溅射法在金刚石上沉积铱膜，随后对该金刚石/铱叠层衬底进行周期性图形化处理，再利用磁控溅射法沉积镍膜以填补非图形化区域；随后对金刚石进行真空退火，使得金刚石通过镍催化作用发生相变，经过相变形成的碳溶解在镍中并在其表面形成石墨烯。利用铱‑石墨烯复合图形化结构缓解衬底与金刚石之间的晶格失配及热膨胀失配，接着采用化学气相沉积技术在偏压条件下加速金刚石形核并扩展合并，最终在不加载偏压条件下实现单晶金刚石的外延生长。该方法能够实现大尺寸高质量自支撑单晶金刚石的制备。
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公开(公告)号：CN111519249B
公开(公告)日：2021-02-26
申请号：CN202010270875.9
申请日：2020-04-08
申请人： 北京科技大学
IPC分类号： C30B29/04 , C30B33/02 , B24B1/00 , C23C14/18 , C23C14/02 , C23C14/58 , C23C14/30 , C23C14/35
摘要： 本发明公开了一种在单晶金刚石表面获得自由原子层的方法，属于半导体加工技术领域。其特征在于，在研磨抛光、酸洗及超声清洗后的单晶金刚石表面镀覆一层溶碳薄膜，然后依次进行高温热处理、稀酸浸泡、超声清洗和氮气吹干，从而在单晶金刚石表面获得平坦的自由原子层。本发明通过在单晶金刚石抛光表面镀覆溶碳薄膜，进行高温热处理等步骤，去除了单晶金刚石抛光表面的损伤层，解决了现有抛光工艺导致单晶金刚石表面产生亚损伤的问题，可应用于大尺寸单晶金刚石获得均匀无损伤层的原子级平坦表面，有助于单晶金刚石材料在半导体器件领域的进一步发展。
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公开(公告)号：CN111206280B
公开(公告)日：2021-02-12
申请号：CN202010015169.X
申请日：2020-01-07
申请人： 北京科技大学
摘要： 一种高质量大尺寸单晶金刚石外延生长的方法，属于半导体材料制备领域。所述方法是将马赛克拼接生长的大尺寸单晶金刚石片通过精密抛光将表面粗糙度降至低于0.2nm。随后采用电子束蒸发在以100‑500℃加热衬底的同时在其表面以0.01nm/s‑0.1nm/s的速度沉积厚度为100nm‑200nm金属镍后再以0.01nm/s‑0.5nm/s的速度沉积金属铱。待铱厚度达到15nm‑40nm后提高加衬底热温度至700‑1000℃的同时加快沉积速度至0.5nm/s‑1nm/s，最终沉积总厚度为150nm‑300nm铱薄层。接着采用等离子体化学气相沉积技术在氢等离子体清洗铱表面后预沉积4‑10nm无定型碳层以促进铱薄层亚表面碳原子富集。最后在对衬底以纯氢等离子刻蚀6‑15s后调控负偏压和甲烷通量实现大尺寸单晶金刚石在铱表面的偏压原位形核及后续无偏压外延生长。
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公开(公告)号：CN111005065B
公开(公告)日：2020-11-13
申请号：CN202010015166.6
申请日：2020-01-07
申请人： 北京科技大学
IPC分类号： C30B25/02 , C30B29/04 , C23C16/27 , C23C16/513
摘要： 一种金刚石膜的等离子体电弧沉积装置与方法，属金刚石材料制备技术领域。采用具有多级磁场控制的直流电弧等离子体装置沉积大面积共形金刚石膜：通过稳弧磁场线圈产生的磁场实现对旋转等离子体电弧的稳定控制；扩展弧线圈在进一步稳定电弧的同时，扩展旋转电弧与衬底尺寸相适应，实现电弧的大面积稳定旋转导向衬底；同时衬底底部的引导磁场线圈实现等离子电弧向衬底凹陷部分移动，实现共形衬底表面的金刚石均匀沉积。三个磁场线圈在实现旋转电弧的产生和稳定的同时扩展并引导电弧来扩大金刚石沉积面积，避免阳极积碳对电弧的干扰，实现厚度均匀的金刚石膜长期稳定生长。所得共形金刚石膜可作为高热流密度快速散热的热沉或窗口材料。
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公开(公告)号：CN111172508A
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN202010113672.9
申请日：2020-02-24
申请人： 北京科技大学
IPC分类号： C23C16/02 , C23C16/27 , C23C16/455 , C23C16/56 , C30B25/20 , C30B31/18 , C30B29/04 , C30B29/64 , C30B33/02
摘要： 本发明公开了一种提高金刚石对顶压砧压力极限的方法，涉及高压装置技术领域，具体地涉及一种金刚石对顶压砧。本发明通过在传统单晶金刚石高压压砧工作面生长周期性掺氮与不掺氮交替多层单晶金刚石，来提高金刚石压砧的韧性和硬度，从而提高压砧的使用压力极限。该多层化压砧主要包括基体、周期性掺氮和不掺氮单晶金刚石多层膜。基体是原始单晶金刚石压砧，周期性多层膜的单层厚度为10-2000nm。所述方法采用化学气相沉积(CVD)法周期性地通入氮气，通过交替掺杂与非掺杂层金刚石的生长，获得多层界面结构，实现压砧的增强增韧。本发明提供的压砧与单纯采用单晶金刚石的压砧相比，具有韧性高、使用压力极限显著提高等优点。
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公开(公告)号：CN108682662B
公开(公告)日：2020-05-19
申请号：CN201810487436.6
申请日：2018-05-21
申请人： 北京科技大学
IPC分类号： H01L23/373 , C23C16/27 , C23C16/513
摘要： 本发明涉及一种超高热流密度散热用金刚石微通道热沉的制备方法，属于半导体器件散热领域。通过特殊的衬底技术，以及改进的CVD制备工艺，实现高品质、无裂纹、超厚金刚石自支撑膜的制备；并根据热接触界面要求通过机械研磨抛光控制金刚石超厚膜的表面粗糙度；然后采用独特的激光加工工艺实现对金刚石超厚膜的结构尺寸定型，并利用激光微束流在表面进行微槽雕刻，获得尺寸及槽型合格的金刚石微槽道换热器，使其满足用于排散高热流密度换热器的设计要求。这种微通道热沉可用于相控阵雷达、卫星、大型航天器等空间载荷的高功耗电子器件的热排散。
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公开(公告)号：CN110835741A
公开(公告)日：2020-02-25
申请号：CN201911033263.1
申请日：2019-10-28
申请人： 北京科技大学
摘要： 一种通过离子注入制备金刚石氮镍复合色心的方法，属于光电器件用基体材料制备领域。步骤为：a.将高质量单晶金刚石抛光到表面粗糙度低于1nm；b.将剂量为高于1×1015cm-2低于5×1016cm-2的氮离子注入金刚石内部；c.对离子注入后的金刚石进行800℃到1200℃真空或保护气体或真空等离子体高温退火；d.再以与氮离子注入相同深度所需的能量将剂量为注入的氮离子剂量的1/4(或低于1/4)的镍离子注入金刚石；e.对注入后的金刚石再次进行先1000℃到1200℃真空或保护气体或真空等离子体高温退火；f.接着升高退火温度至1400℃促进孤氮形成及氮原子移动；g.再将温度升至1600℃至2000℃，以促进氮镍原子聚合。本发明以通过可控的离子注入方法，实现金刚石氮镍复合色心的精确制备。
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公开(公告)号：CN107604324B
公开(公告)日：2019-11-12
申请号：CN201710861985.0
申请日：2017-09-20
申请人： 北京科技大学
摘要： 一种用于离子传感器的氢终端金刚石表面电化学修复方法，属于半导体基础电路用基体材料制备领域。具体步骤为：a.利用氢气等离子体处理，使金刚石形成表面p型导电沟道，使其实现半导体化；b.采用真空蒸镀的方法在其光刻显影后的金刚石表面制备特定图案的电极，使氢终端金刚石实现电导通；c.将导线通过融焊法或银浆与金电极联结；d.在电极和导线上覆盖一层硅胶保护涂层，避免金属在强腐蚀酸碱溶液中受到损伤；e.将金刚石导线接于工作电极与对电极间，在不同离子溶液下模拟实际环境测试；f.将测试后的金刚石作为工作电极置于强无机酸溶液中，对其进行0～‑3V的负电位线性扫描。最终实现由于表面终端损伤而电阻升高的金刚石表面氢终端得到修复，使表面电阻下降。
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公开(公告)号：CN109968185A
公开(公告)日：2019-07-05
申请号：CN201910310379.9
申请日：2019-04-17
申请人： 北京科技大学
IPC分类号： B24B37/005 , B24B37/04 , B24B37/10 , B24B37/30
摘要： 本发明属于金刚石膜加工技术领域，具体涉及一种在金刚石膜研磨过程中，能够保障金刚石膜高平整度，且能实现方便快捷测量金刚石膜去除量的金刚石膜研磨工装及其研磨方法；所述工装包括：垂直定位轴，用于矫正所述金刚石膜膜厚均匀性；下托板，作为金刚石膜支撑体并固定金刚石膜；上托盘，用于夹持垂直定位轴和固定金刚石膜支撑体；所述垂直定位轴可拆卸地设置在所述上托盘上；所述下托板可拆卸地设置在所述上托盘下方。所述工装这种夹持工装设计可以实现在金刚石膜研磨过程中只进行一次粘膜/卸膜操作，而且在研磨过程中，可以便捷地对金刚石膜任意区域的厚度进行测量。
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