本發(fā)明涉及半導體器件，具體涉及金剛石基臺及其制作方式。

背景技術：

1、對于企業(yè)實驗室的半導體裝置的研究及研發(fā)而言，高質量大尺寸晶圓非常重要，然而，通過化學氣相沉積法（chemical?vapor?deposition,?cvd）方法生長的市售超純量子級，也就是氮雜質低于5ppb等級的單晶金剛石（single?crystal?diamond,?scd）的尺寸僅限于4×4?mm2。

2、市售的高質量超納米晶體金剛石（ultrananocrystalline?diamond,?uncd）薄膜的晶粒尺寸約為2至5?nm，導熱性非常差，比單晶體低兩個級別。而直徑超過2英寸的多晶金剛石具有許多與高質量的天然金剛石相當?shù)奶匦裕Ы缛钥赡苡绊懫潆娮有阅?，這是由于晶體缺陷的本質和氮、硅等各種雜質的存在。金剛石異質單晶生長已被廣泛研究了數(shù)十年，然而仍面臨晶體質量不及高溫高壓法生產(chǎn)金剛石的處境。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種金剛石基臺的制作方法，其目的在于：提供一種達到電子級scd晶圓而不破裂，且通過機械緩沖層降低其內應力以消除電化學層中的點缺陷及空孔，以解決習知技術。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

3、一種金剛石基臺的制作方法，包括以下步驟：

4、s1，準備晶種，選用高溫高壓法或者微波化學氣相沉積生長法生長的單晶金剛石晶種，所述晶種的x光半峰全寬值＜30角秒且尺寸7×7-20×20?mm2，所述晶種具有六個密勒指數(shù)為100的表面，且所述晶種的表面通過激光切割呈波浪狀表面；

5、s2，第一生長步驟，通過微波等離子體化學氣相沉積法生長步驟s1中的所述晶種以得到第一晶體，所述微波等離子體化學氣相沉積法的條件為生長溫度在1000-1100?℃，100-1000?ppm氮氣的氛圍下生長3-5天，直到可以用于研磨工具、晶種、粉紅色珠寶、黃紅色珠寶或量子傳感器所需厚度；

6、s3，第二生長步驟，通過微波等離子體化學氣相沉積法生長步驟s2中的所述第一晶體以得到第二晶體，所述微波等離子體化學氣相沉積法的條件為生長溫度在950-1100℃溫度，10-100ppm氮氣的氛圍下直到可以用于無色珠寶、電子級材料或光學級材料所需厚度；

7、s4，第三生長步驟，通過微波等離子體化學氣相沉積法生長步驟s3中的所述第二晶體以得到金剛石基臺，所述微波等離子體化學氣相沉積法的條件為生長溫度在1100?℃以上，10?ppm氮氣的氛圍下進行高溫退火，以5μm/h的速率生長至指定厚度。

8、作為優(yōu)選的技術方案，步驟s1中所述微波等離子體化學氣相沉積法系使用30kw、915?mhz及半波長160mm的微波。

9、作為優(yōu)選的技術方案，步驟s1中的所述激光切割包括激光深度切割處理，所述激光深度切割處理于所述晶種的自密勒指數(shù)為100的表面偏移5-7°的位置進行切割，而于所述晶種的表面形成高低差異。

10、作為優(yōu)選的技術方案，所述激光切割處理步驟于所述晶種的密勒指數(shù)為100的表面制造出正方形穿孔。

11、作為優(yōu)選的技術方案，一種金剛石基臺根據(jù)所述的金剛石基臺的制作方法所制成。

12、作為優(yōu)選的技術方案，所述金剛石基臺為直徑2-6?inch的單晶金剛石基臺。

13、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

14、該金剛石基臺達到電子級單晶金剛石晶圓而不破裂，且通過機械緩沖層降低其內應力以消除電化學層中的點缺陷及空孔。

技術特征：

1.一種金剛石基臺的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.?根據(jù)權利要求1所述一種金剛石基臺的制作方法，其特征在于：所述微波等離子體化學氣相沉積法系使用30?kw、915?mhz及波長32.8?cm的微波或具有二個波長直徑及一個波長高的2.45?ghz及波長12.25?cm的微波的共振真空腔體。

3.根據(jù)權利要求1所述一種金剛石基臺的制作方法，其特征在于：步驟s1中的所述激光切割包括激光深度切割處理，所述激光深度切割處理于所述晶種的自密勒指數(shù)為100的表面偏移5-7°的位置進行切割，而于所述晶種的表面形成高低差異。

4.根據(jù)權利要求3所述一種金剛石基臺的制作方法，其特征在于：所述激光切割處理步驟于所述晶種的密勒指數(shù)為100的表面沿010及001的方向制造出正方形穿孔、文字、圖像或植入型金屬電路后，通過步驟s2-s4的工藝覆蓋金剛石以修補缺陷。

5.一種金剛石基臺根據(jù)權利要求1所述的金剛石基臺的制作方法所制成。

6.?根據(jù)權利要求5所述一種金剛石基臺，其特征在于：所述金剛石基臺為直徑2至6inch的單晶金剛石基臺。

技術總結
本發(fā)明公開了金剛石基臺及其制作方式，涉及半導體器件技術領域，所述方法包括以下步驟：S1，準備晶種，選用高溫高壓法或者微波化學氣相沉積生長法生長的單晶金剛石晶種；S2，第一生長步驟，通過微波等離子體化學氣相沉積法生長步驟S1中的所述晶種以得到第一晶體；S3，第二生長步驟，通過微波等離子體化學氣相沉積法生長步驟S2中的所述第一晶體以得到第二晶體；S4，第三生長步驟，通過微波等離子體化學氣相沉積法生長步驟S3中的所述第二晶體以得到金剛石基臺。本發(fā)明能夠提供一種金剛石基臺，該金剛石基臺達到電子級單晶金剛石晶圓而不破裂，且通過機械緩沖層降低其內應力以消除電化學層中的點缺陷及空孔。

技術研發(fā)人員：李高金,李明君,李志博,呂申申
受保護的技術使用者：安徽碳索芯材科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21