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专利号: 2018102472151
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高迁移率n型纳米金刚石薄膜的制备方法,其特征在于所述制备方法包括以下步骤:(1)将预处理后的单晶硅衬底置于热丝化学气相沉积设备的反应转台上,以丙酮作为碳源,采用氢气鼓泡方式将碳源带入反应室腔体,碳源流量40-100sccm,额外通入氢气流量

150-240sccm,反应腔体内温度为500~600℃、热丝功率1800-2400W、在沉积过程中关闭偏压,生长时间40-60分钟,制备得到厚度1-3μm,晶粒尺寸在10-30nm的纳米晶粒密堆积金刚石薄膜;(2)采用离子注入的方法,在步骤(1)得到的纳米晶粒密堆积金刚石薄膜中注入硫离子或氧离子,得到离子注入后的薄膜;(3)将步骤(2)中得到的离子注入后的薄膜进行低真空氧化退火:真空度1000-7000Pa,退火温度500~1200℃,退火时间10-50分钟,即可得到所述高迁移率n型离子注入纳米金刚石薄膜。

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述预处理为:配置金刚石微粉和丙酮的混合溶液,混合溶液中金刚石微粉的加入量以丙酮体积计为0.01~0.001g/ml,将单晶硅片置于其中震荡30-50min,之后再用干净的丙酮清洗两次,干燥后作为纳米金刚石薄膜的衬底。

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述离子注入的注入剂量为

1011~1014cm-2、离子注入能量为60-100keV。

4.如权利要求1~3之一所述的制备方法制备的高迁移率n型纳米金刚石薄膜。

5.如权利要求4所述的纳米金刚石薄膜,其结构特征为:晶粒尺寸在10-30nm,晶粒之间密堆积形成界面,非晶碳含量极少。