RU2013118642A - Способ производства монокристаллических алмазов белого цвета - Google Patents
Способ производства монокристаллических алмазов белого цвета Download PDFInfo
- Publication number
- RU2013118642A RU2013118642A RU2013118642/05A RU2013118642A RU2013118642A RU 2013118642 A RU2013118642 A RU 2013118642A RU 2013118642/05 A RU2013118642/05 A RU 2013118642/05A RU 2013118642 A RU2013118642 A RU 2013118642A RU 2013118642 A RU2013118642 A RU 2013118642A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diamond
- chamber
- substrate
- gas containing
- nitrogen
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/16—Controlling or regulating
- C30B25/165—Controlling or regulating the flow of the reactive gases
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
- A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
- A44C17/00—Gems or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/25—Diamond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/25—Diamond
- C01B32/26—Preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
- C30B25/20—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate the substrate being of the same materials as the epitaxial layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/04—Diamond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B33/02—Heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
- C01P2002/82—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by IR- or Raman-data
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
1. Способ производства монокристаллических алмазов белого цвета, имеющих ювелирное качество, содержащий:(a) обеспечение подложки, имеющей алмазное зерно с предварительно заданным размером и предварительно заданной оптической ориентацией, нанесенного на подложку,(b) помещение подложки с алмазным зерном, в камеру, в которой можно осуществить химическое парофазное осаждение (CVD),(c) подачу в камеру водорода,(d) создание условий внутри камеры, пригодных для осуществления химического парофазного осаждения,(e) запуск процесса химического парофазного осаждения в камере,(f) подачу в камеру углеводородного газа, содержащего углерод(g) подачу в камеру газа, содержащего азот, и газа, содержащего диборан, оба из которых приспособлены для ускорения скорости роста алмаза на подложке,(h) подачу электрического поля в камеру для образования плазмы близ подложки, приводя тем самым к поэтапному росту алмаза на подложке,(i) завершение процесса химического парофазного осаждения в камере,(j) огранку и удаление нежелательного углерода из выращенного алмаза,(k) очистку и огранку алмаза, отжигаемого при предварительно заданной температуре в течение пригодного периода времени,(l) проведение окончательной огранки алмаза, полировки и придания цвета.2. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что газ, содержащий азот, в сочетании с газом, содержащим диборан, подаются в количестве от 0,0001% до 0,1% по объему газов для выращивания алмаза из алмазного зерна.3. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что газ, содержащий азот, может быть в виде смеси азота с водоро�
Claims (14)
1. Способ производства монокристаллических алмазов белого цвета, имеющих ювелирное качество, содержащий:
(a) обеспечение подложки, имеющей алмазное зерно с предварительно заданным размером и предварительно заданной оптической ориентацией, нанесенного на подложку,
(b) помещение подложки с алмазным зерном, в камеру, в которой можно осуществить химическое парофазное осаждение (CVD),
(c) подачу в камеру водорода,
(d) создание условий внутри камеры, пригодных для осуществления химического парофазного осаждения,
(e) запуск процесса химического парофазного осаждения в камере,
(f) подачу в камеру углеводородного газа, содержащего углерод
(g) подачу в камеру газа, содержащего азот, и газа, содержащего диборан, оба из которых приспособлены для ускорения скорости роста алмаза на подложке,
(h) подачу электрического поля в камеру для образования плазмы близ подложки, приводя тем самым к поэтапному росту алмаза на подложке,
(i) завершение процесса химического парофазного осаждения в камере,
(j) огранку и удаление нежелательного углерода из выращенного алмаза,
(k) очистку и огранку алмаза, отжигаемого при предварительно заданной температуре в течение пригодного периода времени,
(l) проведение окончательной огранки алмаза, полировки и придания цвета.
2. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что газ, содержащий азот, в сочетании с газом, содержащим диборан, подаются в количестве от 0,0001% до 0,1% по объему газов для выращивания алмаза из алмазного зерна.
3. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что газ, содержащий азот, может быть в виде смеси азота с водородом, азота с кислородом, азота с гелием, азота с оксидом одновалентного азота или азота с дибораном.
4. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что условия включают в себя увеличение температуры в пределах от 750°C до 1200°C и понижение давления в пределах от 120 мбар до 160 мбар.
5. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что углеводородный газ, содержащий углерод, представляет собой метан.
6. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что химическое парофазное осаждение происходит при наличии микроволновой плазмы и водорода.
7. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что плазма в виде микроволной плазмы генерируется магнетроном, работающим с мощностью 6000 Вт и частотой 2,45 ГГц.
8. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что газы проходят через камеру при скорости потока газа, составляющей примерно 30 л/ч.
9. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.8, отличающийся тем, что газы включают в себя кислород и гелий.
10. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что алмазное зерно ориентируется в кристаллической ориентации {100}.
11. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что алмазное зерно имеет размер от 3×3 мм до 5×5 мм и с толщиной, варьирующейся от 1 мм до 3 мм.
12. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, дополнительно содержащий полировку подложки до обработки поверхности до оптического качества после помещения подложки в камеру.
13. Способ производства монокристаллического алмаза белого цвета по п.1, отличающийся тем, что температура увеличивается до 2300°C в течение 20 мин для образования комплексов бора и азота для усиления цвета и прозрачности алмаза.
14. Монокристаллический алмаз белого цвета ювелирного качества, производимый при помощи способа по п.1.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SG201007058-9 | 2010-09-27 | ||
SG2010070589A SG179318A1 (en) | 2010-09-27 | 2010-09-27 | Method for growing white color diamonds by using diborane and nitrogen in combination in a microwave plasma chemical vapor deposition system |
PCT/SG2010/000384 WO2012044251A1 (en) | 2010-09-27 | 2010-10-11 | Method for growing white color diamonds by using diborane and nitrogen in combination in a microwave plasma chemical vapor deposition system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013118642A true RU2013118642A (ru) | 2014-11-10 |
RU2558606C2 RU2558606C2 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=45893446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013118642/05A RU2558606C2 (ru) | 2010-09-27 | 2010-10-11 | Способ производства монокристаллических алмазов белого цвета |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130239615A1 (ru) |
EP (1) | EP2622115B1 (ru) |
JP (1) | JP5613841B2 (ru) |
KR (1) | KR101517103B1 (ru) |
CN (1) | CN103154331B (ru) |
AU (1) | AU2010361466B2 (ru) |
BR (1) | BR112013007358A2 (ru) |
CA (1) | CA2812616C (ru) |
MY (1) | MY164760A (ru) |
NZ (1) | NZ609575A (ru) |
RU (1) | RU2558606C2 (ru) |
SG (1) | SG179318A1 (ru) |
WO (1) | WO2012044251A1 (ru) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG157973A1 (en) * | 2008-06-18 | 2010-01-29 | Indian Inst Technology Bombay | Method for growing monocrystalline diamonds |
US9023307B2 (en) * | 2010-05-17 | 2015-05-05 | Carnegie Institution Of Washington | Production of large, high purity single crystal CVD diamond |
US20130272928A1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-10-17 | Devi Shanker Misra | Apparatus for the deposition of diamonds by microwave plasma chemical vapour deposition process and substrate stage used therein |
CN103316649B (zh) * | 2013-06-19 | 2015-02-18 | 大连理工大学 | 一种基于硼氮共掺杂纳米金刚石的电催化氧还原催化剂 |
SG10201505413VA (en) | 2015-01-14 | 2016-08-30 | Iia Technologies Pte Ltd | Electronic device grade single crystal diamonds and method of producing the same |
TW201641420A (zh) * | 2015-03-09 | 2016-12-01 | 二A科技有限公司 | 單晶鑽石及其成長方法 |
US10736388B2 (en) * | 2017-04-26 | 2020-08-11 | GTL Company | Encapsulation of material with precious and semi-precious stones |
US11469077B2 (en) | 2018-04-24 | 2022-10-11 | FD3M, Inc. | Microwave plasma chemical vapor deposition device and application thereof |
US20200411314A1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-12-31 | HAMILTON & EADES GENETIC RESEARCH and DEVELOPMENT, LLC | Diamond Seed Technology |
CN111218664A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-02 | 上海三朗纳米技术有限公司 | 一种基于微波的人造钻石制备工艺 |
KR102676896B1 (ko) * | 2021-10-21 | 2024-06-24 | 서울시립대학교 산학협력단 | 복수의 색상을 갖는 다이아몬드 블럭의 제조방법 |
CN113652746B (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-25 | 天津本钻科技有限公司 | 一种提高单晶金刚石质量的方法 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR900008505B1 (ko) * | 1987-02-24 | 1990-11-24 | 세미콘덕터 에너지 라보라터리 캄파니 리미티드 | 탄소 석출을 위한 마이크로파 강화 cvd 방법 |
US5094915A (en) * | 1990-05-16 | 1992-03-10 | The Ohio State University | Laser-excited synthesis of carbon films from carbon monoxide-containing gas mixtures |
RU2019502C1 (ru) * | 1991-01-09 | 1994-09-15 | Евгений Валерьевич Павлов | Способ удаления примеси неалмазного углерода и устройство для его осуществления |
JPH04266020A (ja) * | 1991-02-20 | 1992-09-22 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体ダイヤモンド |
US5443032A (en) * | 1992-06-08 | 1995-08-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method for the manufacture of large single crystals |
JP3484749B2 (ja) * | 1994-04-04 | 2004-01-06 | 住友電気工業株式会社 | ダイヤモンドの合成法 |
RU2165837C1 (ru) * | 2000-03-06 | 2001-04-27 | Коньшин Анатолий Сергеевич | Способ размерного микрошлифования изделий, устройство для его осуществления и приспособление для крепления обрабатываемых изделий |
GB0130005D0 (en) * | 2001-12-14 | 2002-02-06 | Diamanx Products Ltd | Boron doped diamond |
US7172655B2 (en) * | 2002-09-06 | 2007-02-06 | Daniel James Twitchen | Colored diamond |
GB0227261D0 (en) * | 2002-11-21 | 2002-12-31 | Element Six Ltd | Optical quality diamond material |
FR2848335B1 (fr) * | 2002-12-06 | 2005-10-07 | Centre Nat Rech Scient | Procede d'elaboration de diamant de type n a haute conductivite electrique |
US7115241B2 (en) * | 2003-07-14 | 2006-10-03 | Carnegie Institution Of Washington | Ultrahard diamonds and method of making thereof |
WO2006127611A2 (en) * | 2005-05-25 | 2006-11-30 | Carnegie Institution Of Washington | Colorless single-crystal cvd diamond at rapid growth rate |
EP1920080B1 (en) * | 2005-06-22 | 2011-11-30 | Element Six Limited | High colour diamond |
GB0512728D0 (en) * | 2005-06-22 | 2005-07-27 | Element Six Ltd | High colour diamond |
CN101827959A (zh) * | 2007-10-02 | 2010-09-08 | 华盛顿卡耐基研究所 | 对钻石退火的低压方法 |
US8316797B2 (en) * | 2008-06-16 | 2012-11-27 | Board of Trustees of Michigan State University Fraunhofer USA | Microwave plasma reactors |
SG157973A1 (en) * | 2008-06-18 | 2010-01-29 | Indian Inst Technology Bombay | Method for growing monocrystalline diamonds |
-
2010
- 2010-09-27 SG SG2010070589A patent/SG179318A1/en unknown
- 2010-10-11 MY MYPI2013700474A patent/MY164760A/en unknown
- 2010-10-11 US US13/825,930 patent/US20130239615A1/en not_active Abandoned
- 2010-10-11 AU AU2010361466A patent/AU2010361466B2/en not_active Ceased
- 2010-10-11 BR BR112013007358A patent/BR112013007358A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2010-10-11 CA CA2812616A patent/CA2812616C/en active Active
- 2010-10-11 EP EP10857964.0A patent/EP2622115B1/en active Active
- 2010-10-11 JP JP2013530117A patent/JP5613841B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-10-11 NZ NZ609575A patent/NZ609575A/en unknown
- 2010-10-11 CN CN201080069657.3A patent/CN103154331B/zh active Active
- 2010-10-11 KR KR1020137009757A patent/KR101517103B1/ko active IP Right Grant
- 2010-10-11 WO PCT/SG2010/000384 patent/WO2012044251A1/en active Application Filing
- 2010-10-11 RU RU2013118642/05A patent/RU2558606C2/ru active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NZ609575A (en) | 2015-03-27 |
EP2622115B1 (en) | 2018-10-03 |
EP2622115A1 (en) | 2013-08-07 |
CA2812616A1 (en) | 2012-04-05 |
SG179318A1 (en) | 2012-04-27 |
EP2622115A4 (en) | 2014-03-05 |
KR101517103B1 (ko) | 2015-05-04 |
AU2010361466A1 (en) | 2013-05-02 |
JP5613841B2 (ja) | 2014-10-29 |
MY164760A (en) | 2018-01-30 |
RU2558606C2 (ru) | 2015-08-10 |
AU2010361466B2 (en) | 2016-08-11 |
JP2013542906A (ja) | 2013-11-28 |
CN103154331B (zh) | 2017-06-20 |
WO2012044251A1 (en) | 2012-04-05 |
KR20140016235A (ko) | 2014-02-07 |
US20130239615A1 (en) | 2013-09-19 |
CN103154331A (zh) | 2013-06-12 |
BR112013007358A2 (pt) | 2016-07-12 |
CA2812616C (en) | 2017-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2013118642A (ru) | Способ производства монокристаллических алмазов белого цвета | |
Ali et al. | Surface morphology, growth rate and quality of diamond films synthesized in hot filament CVD system under various methane concentrations | |
AU2009260912B2 (en) | Method for growing monocrystalline diamonds | |
TW200741041A (en) | Colorless single-crystal CVD diamond at rapid growth rate | |
WO1996029441A2 (en) | High growth rate homoepitaxial diamond film deposition at high temperatures by microwave plasma-assisted chemical vapor deposition | |
RU2489532C1 (ru) | Способ получения пластины комбинированного поликристаллического и монокристаллического алмаза | |
US8460464B2 (en) | Method for producing single crystalline diamonds | |
US20130272928A1 (en) | Apparatus for the deposition of diamonds by microwave plasma chemical vapour deposition process and substrate stage used therein | |
JP2011524847A5 (ru) | ||
KR101897062B1 (ko) | 탄화규소 에피 웨이퍼 및 이의 제조 방법 | |
Teraji et al. | Effective use of source gas for diamond growth with isotopic enrichment | |
TW201641420A (zh) | 單晶鑽石及其成長方法 | |
US7399358B2 (en) | Synthesis of large homoepitaxial monocrystalline diamond | |
CN114232086B (zh) | 用于含裂纹籽晶的mpcvd单晶金刚石的生长方法 | |
CN108070842B (zh) | 基于头发丝作为碳源使用mpcvd法生长单晶金刚石的方法 | |
Su et al. | Effect of N2O on high-rate homoepitaxial growth of CVD single crystal diamonds | |
Yamada et al. | Effects of crystallographic orientation on the homoepitaxial overgrowth on tiled single crystal diamond clones | |
CN102251230A (zh) | 一种提高微波法制备金刚石膜生长速度的方法 | |
CA3163682C (en) | Method of growing single crystal diamond assisted by polycrystalline diamond growth | |
CN113322522B (zh) | 一种外延大单畴大面积单层二硫化钨薄膜的制备方法 | |
CN114059159A (zh) | 金刚石生长方法 | |
KR101926678B1 (ko) | 탄화규소 에피 웨이퍼 및 이의 제조 방법 | |
Eaton-Magaña et al. | Recent advances in CVD synthetic diamond quality | |
CN115198358B (zh) | 一种大尺寸hpht金刚石单晶片同质外延生长方法 | |
KR102545659B1 (ko) | 플라즈마 cvd에 의한 다이아몬드 합성 방법 |