RU2577355C1 - Способ получения монокристаллических алмазных эпитаксиальных пленок большой площади - Google Patents
Способ получения монокристаллических алмазных эпитаксиальных пленок большой площади Download PDFInfo
- Publication number
- RU2577355C1 RU2577355C1 RU2014135311/05A RU2014135311A RU2577355C1 RU 2577355 C1 RU2577355 C1 RU 2577355C1 RU 2014135311/05 A RU2014135311/05 A RU 2014135311/05A RU 2014135311 A RU2014135311 A RU 2014135311A RU 2577355 C1 RU2577355 C1 RU 2577355C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diamond
- substrate
- plates
- crystal diamond
- epitaxial
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при разработке технологии алмазных электронных приборов увеличенной площади. Способ включает закрепление на подложке монокристаллических алмазных пластин с ориентацией поверхности (100) и последующее нанесение на пластины эпитаксиального алмазного слоя, при этом перед закреплением на подложке на каждой монокристаллической алмазной пластине предварительно сполировывают края, создавая усеченную четырехгранную пирамиду с верхней плоскостью, ориентированной по кристаллографической плоскости (100), и с четырьмя боковыми гранями, ориентированными по плоскостям типа {311}, каждую усеченную пирамиду соединяют с подложкой таким образом, чтобы усеченные пирамиды соприкасались друг с другом своими боковыми гранями, а затем наносят на усеченные пирамиды алмазный эпитаксиальный слой. В качестве подложки, к которой крепятся монокристаллические алмазные пластины, применяют карбид кремния. Монокристаллические алмазные пластины соединяют с подложкой при помощи припоя на основе металлов титана и меди. Способ позволяет повысить площадь монокристаллической эпитаксиальной алмазной пленки, выращиваемой на монокристаллических подложках алмаза. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к электронной технике, в частности к способу получения монокристаллических алмазных пленок большой площади, эпитаксиально выращиваемых на алмазных монокристаллических подложках, закрепленных на подложках из другого материала. На таких пленках можно развивать технологию создания мощных алмазных СВЧ- транзисторов, для формирования которых обычная площадь эпитаксиальной пленки, выращенной на алмазных кристаллах площадью 3×3 мм2 или 5×5 мм2, является недостаточной.
Известны способы выращивания алмаза на алмазную подложку, которые могут быть использованы для увеличения размеров алмаза с целью применения его для различных технических нужд. Например, известен способ эпитаксиального выращивания алмаза, включающий осаждение углерода на затравочный кристалл алмаза в вакууме, отличающийся тем, что предварительно на затравочный кристалл наносят слой металла-катализатора, а в качестве исходного углерода используют сажу (Авторское свидетельство СССР N 444448, кл. С01В 31/06, 1981). Однако при этом способе увеличивается площадь кристалла на толщину, не превышающую толщину слоя, выращиваемого на грани затравочного кристалла.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ изготовления монокристаллических алмазных пленок, эпитаксиально выращиваемых на монокристаллических алмазных подложках, закрепленных на подложках из поликристаллического алмаза. (Способ получения пластины комбинированного поликристаллического и монокристаллического алмаза (патент РФ №2489532)).
Указанное изобретение относится к технологии химического осаждения из газовой фазы алмазных пленок и может быть использовано, например, для получения алмазных подложек, в которых монокристаллический и поликристаллический алмаз образует единую пластину, используемую в технологии создания электронных приборов на алмазе или применяемую в рентгеновских монохроматорах, где необходимо осуществить теплоотвод от монокристаллического алмаза. Получение пластин монокристаллического и поликристаллического алмаза большой площади включает в себя расположение, не соприкасаясь друг с другом, монокристаллов-затравок с ориентацией поверхности (100) на подложкодержателе, создание центров нуклеации на поверхности подложкодержателя, свободной от монокристаллов-затравок, одновременное осаждение CVD методом эпитаксиального слоя на поверхности монокристаллов-затравок и поликристаллической алмазной пленки на остальной поверхности подложкодержателя. В результате химического осаждения из газовой фазы алмаза происходит сращивание монокристаллического и поликристаллического алмаза по боковой поверхности монокристаллов-затравок с образованием алмазной пластины большой площади, содержащей сращенные вместе монокристаллический и поликристаллический алмаз. Изобретение обеспечивает получение пластин монокристаллического и поликристаллического CVD алмаза большой площади (диаметром более 75 мм и толщиной 200-300 мкм), имеющих общую гладкую внешнюю поверхность. Однако на каждом монокристаллическом образце алмаза выращивается эпитаксиальная пленка такой же площади, как и площадь поверхности монокристаллического алмаза, и увеличения площади алмазной пленки на каждом монокристаллическом образце алмаза не происходит.
Техническим результатом изобретения является повышение площади монокристаллической эпитаксиальной алмазной пленки, выращиваемой на монокристаллических пластинах алмаза.
Достижение указанного результата обеспечивается тем, что в способе получения монокристаллических алмазных эпитаксиальных пленок большой площади, включающем закрепление на подложке монокристаллических алмазных пластин с ориентацией поверхности (100) и последующее нанесение на пластины эпитаксиального алмазного слоя, перед закреплением на подложке на каждой монокристаллической алмазной пластине предварительно сполировывают края, создавая усеченную четырехгранную пирамиду с верхней плоскостью, ориентированной по кристаллографической плоскости (100), и с четырьмя боковыми гранями, ориентированными по плоскостям типа {311}, каждую усеченную пирамиду соединяют с подложкой таким образом, чтобы усеченные пирамиды соприкасались друг с другом своими боковыми гранями, а затем наносят на усеченные пирамиды алмазный эпитаксиальный слой.
В качестве подложки, к которой крепятся усеченные алмазные пирамиды, можно использовать карбид кремния и соединять пирамиды с подложкой при помощи припоя на основе металлов титана и меди.
На фиг. 1 показаны операции, иллюстрирующие способ получения монокристаллических алмазных эпитаксиальных пленок большой площади. На подложке (1) закрепляются алмазные пластины (2).
Перед нанесением эпитаксиальной пленки на монокристаллической алмазной пластине (2) с ориентацией плоскости (100) и краями с ориентацией {110} на каждой стороне пластины сполировываются фаски под углом 25.2° к плоскости (100). Эти фаски лежат в плоскостях типа {311}.
Монокристаллические алмазные пластины (2) с верхней плоскостью, ориентированной по (100), и боковыми сторонами, ориентированными по кристаллографическим плоскостям типа {110} с фасками по плоскостям {311}, закрепляются на подложке (1) и соединяются с ней при помощи припоя (4) таким образом, что боковые стороны пластин прижимаются друг к другу. Затем на пластины по технологии парофазного химического осаждения, описанной, например, в патенте РФ №2489532, наносится эпитаксиальная пленка (5). Эпитаксиальная пленка растет в виде монокристаллической пленки на плоскости (100) и на фасках {311}, тогда как на подложке и на боковых неполированных сторонах алмазной пленки с ориентацией {110} растет поликристаллический материал (на фиг. 1 не показан). В месте примыкания пластин происходит сращивание эпитаксиальных пленок (3) и на пластинках образуется единый монокристаллический эпитаксиальный слой.
При соединении 3-х пластин (как показано на фиг. 1) можно получить эпитаксиальную пленку общей площадью 27 мм2, если использовать монокристаллические пластины алмаза площадью 3×3 мм2, и 75 мм2, если использовать монокристаллические пластины алмаза площадью 5×5 мм2. Способ допускает соединение любого количества пластин.
В качестве подложки (1) можно использовать карбид кремния, к которым монокристаллические пластины алмаза можно присоединять при помощи припоя (4) - сплава на основе меди и титана. Удовлетворительное присоединение получают, в частности, при массовой доле титана в сплаве 5-10%.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать монокристаллические алмазные эпитаксиальные пленки большой площади.
Claims (3)
1. Способ получения монокристаллических алмазных эпитаксиальных пленок большой площади, включающий закрепление на подложке монокристаллических алмазных пластин с ориентацией поверхности (100) и последующее нанесение на пластины эпитаксиального алмазного слоя, отличающийся тем, что перед закреплением на подложке на каждой монокристаллической алмазной пластине предварительно сполировывают края, создавая усеченную четырехгранную пирамиду с верхней плоскостью, ориентированной по кристаллографической плоскости (100), и с четырьмя боковыми гранями, ориентированными по плоскостям типа {311}, каждую усеченную пирамиду соединяют с подложкой таким образом, чтобы усеченные пирамиды соприкасались друг с другом своими боковыми гранями, а затем наносят на усеченные пирамиды алмазный эпитаксиальный слой.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве подложки, к которой крепятся монокристаллические алмазные пластины, применяют карбид кремния.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что монокристаллические алмазные пластины соединяют с подложкой при помощи припоя на основе металлов титана и меди.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014135311/05A RU2577355C1 (ru) | 2014-09-01 | 2014-09-01 | Способ получения монокристаллических алмазных эпитаксиальных пленок большой площади |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014135311/05A RU2577355C1 (ru) | 2014-09-01 | 2014-09-01 | Способ получения монокристаллических алмазных эпитаксиальных пленок большой площади |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2577355C1 true RU2577355C1 (ru) | 2016-03-20 |
Family
ID=55647798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014135311/05A RU2577355C1 (ru) | 2014-09-01 | 2014-09-01 | Способ получения монокристаллических алмазных эпитаксиальных пленок большой площади |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2577355C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021122662A1 (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | Element Six Technologies Limited | Method for producing chemical vapour deposition diamond |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1707654B1 (en) * | 2005-03-28 | 2008-11-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing diamond single crystal substrate, and diamond single crystal substrate |
EP1553215B1 (en) * | 2003-12-26 | 2012-03-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond single crystal composite substrate and method for manufacturing the same |
RU2489532C1 (ru) * | 2012-03-23 | 2013-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") | Способ получения пластины комбинированного поликристаллического и монокристаллического алмаза |
-
2014
- 2014-09-01 RU RU2014135311/05A patent/RU2577355C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1553215B1 (en) * | 2003-12-26 | 2012-03-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Diamond single crystal composite substrate and method for manufacturing the same |
EP1707654B1 (en) * | 2005-03-28 | 2008-11-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing diamond single crystal substrate, and diamond single crystal substrate |
RU2489532C1 (ru) * | 2012-03-23 | 2013-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") | Способ получения пластины комбинированного поликристаллического и монокристаллического алмаза |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
GEIS M.W. et al, Mosaic diamond substrates approaching single-crystal quality using cube-shaped diamond seeds, "Diamond and Related Materials", 1994, Vol.4, N 1, p.p.76-82. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021122662A1 (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | Element Six Technologies Limited | Method for producing chemical vapour deposition diamond |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110541199B (zh) | 一种直径8英寸及以上尺寸高质量SiC籽晶的制备方法 | |
JP6619874B2 (ja) | 多結晶SiC基板およびその製造方法 | |
RU2489532C1 (ru) | Способ получения пластины комбинированного поликристаллического и монокристаллического алмаза | |
CN104103567A (zh) | 晶片尺度外延石墨烯转移 | |
JP6142145B2 (ja) | ダイヤモンド基板及びダイヤモンド基板の製造方法 | |
US11373863B2 (en) | Method of manufacturing a silicon carbide device and wafer composite including laser modified zones in a handle substrate | |
JP5601634B2 (ja) | 大面積cvdダイヤモンド単結晶の製造方法、及びこれによって得られた大面積cvdダイヤモンド単結晶 | |
TW201607662A (zh) | Iii族氮化物基板之製造方法 | |
TWI738665B (zh) | SiC複合基板之製造方法 | |
JP6450920B2 (ja) | ダイヤモンド基板及びダイヤモンド基板の製造方法 | |
CN108677246A (zh) | 一种横向搭桥拼接生长大面积单晶金刚石的方法 | |
CN105525350A (zh) | 一种生长大尺寸低缺陷碳化硅单晶和晶片的方法 | |
WO2018040354A1 (zh) | 一种快速制备大尺寸SiC单晶晶棒的方法 | |
JP2013089937A (ja) | 炭化珪素基板の製造方法および炭化珪素基板 | |
TW201842243A (zh) | 大單晶鑽石及其生產方法 | |
RU2577355C1 (ru) | Способ получения монокристаллических алмазных эпитаксиальных пленок большой площади | |
WO2011148843A1 (ja) | 炭化珪素基板およびその製造方法 | |
CN110600436A (zh) | 多层复合基板结构及其制备方法 | |
JP7217608B2 (ja) | SiC基板、SiCエピタキシャルウェハ及びその製造方法 | |
JP2021020827A (ja) | 炭化ケイ素積層体の製造方法 | |
CN109952393A (zh) | SiC单晶复合体和SiC锭 | |
JP6130039B2 (ja) | Iii族窒化物基板の製造方法 | |
JP6697748B2 (ja) | GaN基板およびその製造方法 | |
JP6636239B2 (ja) | 単結晶ダイヤモンドの製造方法、単結晶ダイヤモンド、単結晶ダイヤモンド基板の製造方法、単結晶ダイヤモンド基板及び半導体デバイス | |
JP6634573B2 (ja) | ダイヤモンド基板及びダイヤモンド基板の製造方法 |