一种提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法技术

本发明专利技术涉及材料科学技术领域，且公开了一种提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法，包括以下步骤：步骤一：准备工作：预备透射电子显微镜，以及用于对CVD钻石进行固定的装置，将需要用于注入的氮原子材料放置在透射电子显微镜内，用于预备使用，并启动透射电子显微镜氮原子进行预加工，检验设备是否出现问题，透射电子显微镜对需要注入的氮原子材料进行预加热；步骤二：固定材料的准备工作：对CVD钻石晶片进行加热，并采用氮原子测定专用的高精度机器，对CVD钻石晶片内的氮原子浓度进行测定，单位需要精确到个位。该提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法，解决了氮原子在CVD钻石内部分布不受人工条件控制的问题。

A method to increase the concentration of nitrogen atom in specific region of CVD diamond

【技术实现步骤摘要】
一种提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法
本专利技术涉及材料科学
，具体为一种提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法。
技术介绍
人造钻石是一种由直径10到30纳米的钻石结晶聚合而成的多结晶钻石，早期的人造钻石由于空气中的氮原子进进钻石晶体而呈淡淡的糖稀颜色，经过科学家的改良制作方法，生产的人造钻石在外观上和自然钻石没有任何差异，由于天生环境的不同，人造钻石的的分子结构并不是自然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构，从而会产生磷光现象。随着人造钻石生产技术的成熟，其造价低廉，且可以制作出各种颜色的钻石而在珠宝市场上崭露头角。固然出自实验室或工厂的人工合成钻石已有几十年的历史，但是具备宝石质量的人造钻石是近年才出现的。本来人造钻石主要用于制造切割工具等产业用途上，同样也被使用在珠宝首饰上。公平交易的法则要求人造钻石商在销售时如实说明其质量实况，并用一般接受的词汇来描述，如“人工合成”、“人造”或“实验室制造”。几乎所有的人造钻石都属于Ib型，而此类型在自然钻石中只占不足百分之二。有一种不很昂贵的设备能验证Ib型的钻石，但要确定一颗钻石是否是人工合成的，则依靠于合资格的宝石实验室的检测CVD钻石，是一种由直径10到30纳米钻石晶体合成的多结晶钻石，CVD钻石加工的时候需要向CVD钻石中注入氮原子，现有注入氮原子不受人为控制，人为控制不便，导致氮原子在CVD钻石内部分布不受人工条件控制，进而使得CVD钻石的加工不便，为此，我们提出一种提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法。专利技术内容(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法，具备可以准确的在CVD钻石内部注入指定数量氮原子，使得CVD钻石内部原子注入技术更加简便，解决了氮原子在CVD钻石内部分布不受人工条件控制的问题。(二)技术方案为实现具备准确的得到关于企业金融能力有效评估的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法，包括以下步骤：步骤一：准备工作：预备透射电子显微镜，以及用于对CVD钻石进行固定的装置，将需要用于注入的氮原子材料放置在透射电子显微镜内，用于预备使用，并启动透射电子显微镜氮原子进行预加工，检验设备是否出现问题，透射电子显微镜对需要注入的氮原子材料进行预加热；步骤二：固定材料的准备工作：对CVD钻石晶片进行加热，并采用氮原子测定专用的高精度机器，对CVD钻石晶片内的氮原子浓度进行测定，单位需要精确到个位，测定进行多组测定，依据区域位置的不同对测量的数据测定分组的，测定完毕后，预备笔记本或采用数据记录设备对采集的测定数据进行记录，记录时按照区域的分组进行记录；步骤三：数据的测量：根据所述步骤二所得数据结果，将目标需求的浓度对比需要注入特定区域现有的浓度，得出需要注入该区域氮原子的数量，单位差别精确到个，根据该区域的位置并根据需要注入原子的数量，计算出注射入对应区域浓度需要提供的能量；步骤四：对氮原子进行预加工：启动透射电子显微镜，对氮原子进行加速，配合温度加速至达到指定的能量，通过透射电子显微镜向固定的CVD钻石内注入，注入时保证设备正常的运行；步骤五：浓度的测量：根据步骤一至步骤四得到指定的CVD钻石，原子能量氮原子，根据区域进行在此使用氮原子数量测定工具测定并对CVD钻石进行氮原子浓度进行测定，得出对应区域氮原子数量的浓度，根据特定目标区域与现有需要的浓度进行对比，根据区域对比是否达到需求，根据测定的结果，判断是否达到需求，达到需求步骤结束，得到需要的，并对设备进行维护和检验，当没有达到需求时需要进入步骤六，操作步骤六；步骤六：当步骤五中结果没有达到需求，需要重新重复步骤二至步骤五，同时对透射电子显微镜精度进行调试，以及检验设备是否出现问题或故障，进行检测后，当透射电子显微镜出现问题，对透射电子显微镜进行维修，当设备没有出现问题以及故障，对设备进行调试，直至设备达到标准误差范围内需求，进而对CVD设备加工完毕。优选的，任意一个所述氮原子被注入的位置均与周围所述CVD钻石内碳原子形成碳原子-氮原子化学键。优选的，所述CVD钻石晶片中需要注入的氮原子数量为二乘以十的十三次方每立方厘米至二乘以十的十四次方立方厘米之间。优选的，任意一个所述氮原子周围均形成三个碳原子-氮原子化学键。优选的，所述步骤二中加热温度为五十摄氏度至七十摄氏度之间。优选的，加热至权利要求五中二乘以十的十三次方每立方厘米至二乘以十的十四次方立方厘米之间的能量需求为二千到三万电子伏之间。优选的，需定期对步骤一所述透射电子显微镜进行检修，所述透射电子显微镜上涂有防锈漆。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法，具备以下有益效果：1、该提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法，通过准备工作、固定材料的准备工作、数据的测量、对氮原子进行预加工、浓度的测量以及后续加工，氮原子经透射电子显微镜加速，到达CVD钻石晶片表面。氮原子经过碰撞损失能量，停留在晶体内部的不同深度的位置，此位置与粒子能量有关。离子走过的距离，称为射程，离子的射程与离子动能和CVD钻石晶体结构有关，杂质分布对于晶体相对离子束方向的取向表现出强烈的依赖性，使得工作人员可以随意的控制指定区域需要注入CVD浓度的，解决了氮原子在CVD钻石内部分布不受人工条件控制的问题。本方法可以在CVD钻石晶片的特定深度掺杂指定浓度的氮原子，可以用于p/n型半导体的制作。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法，包括以下步骤：步骤一：准备工作：预备透射电子显微镜，以及用于对CVD钻石进行固定的装置，将需要用于注入的氮原子材料放置在透射电子显微镜内，用于预备使用，并启动透射电子显微镜氮原子进行预加工，检验设备是否出现问题，透射电子显微镜对需要注入的氮原子材料进行预加热；步骤二：固定材料的准备工作：对CVD钻石晶片进行加热，并采用氮原子测定专用的高精度机器，对CVD钻石晶片内的氮原子浓度进行测定，单位需要精确到个位，测定进行多组测定，依据区域位置的不同对测量的数据测定分组的，测定完毕后，预备笔记本或采用数据记录设备对采集的测定数据进行记录，记录时按照区域的分组进行记录；步骤三：数据的测量：根据步骤二所得数据结果，将目标需求的浓度对比需要注入特定区域现有的浓度，得出需要注入该区域氮原子的数量，单位差别精确到个，根据该区域的位置并根据需要注入原子的数量，计算出注射入对应区域浓度需要提供的能量；步骤四：对氮原子进行预加工：启动透射电子显微镜，对氮原子进行加速，配合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：准备工作：预备透射电子显微镜，以及用于对CVD钻石进行固定的装置，将需要用于注入的氮原子材料放置在透射电子显微镜内，用于预备使用，并启动透射电子显微镜氮原子进行预加工，检验设备是否出现问题，透射电子显微镜对需要注入的氮原子材料进行预加热；/n步骤二：固定材料的准备工作：对CVD钻石晶片进行加热，并采用氮原子测定专用的高精度机器，对CVD钻石晶片内的氮原子浓度进行测定，单位需要精确到个位，测定进行多组测定，依据区域位置的不同对测量的数据测定分组的，测定完毕后，预备笔记本或采用数据记录设备对采集的测定数据进行记录，记录时按照区域的分组进行记录；/n步骤三：数据的测量：根据所述步骤二所得数据结果，将目标需求的浓度对比需要注入特定区域现有的浓度，得出需要注入该区域氮原子的数量，单位差别精确到个，根据该区域的位置并根据需要注入原子的数量，计算出注射入对应区域浓度需要提供的能量；/n步骤四：对氮原子进行预加工：启动透射电子显微镜，对氮原子进行加速，配合温度加速至达到指定的能量，通过透射电子显微镜向固定的CVD钻石内注入，注入时保证设备正常的运行；/n步骤五：浓度的测量：根据步骤一至步骤四得到指定的CVD钻石，原子能量氮原子，根据区域进行在此使用氮原子数量测定工具测定并对CVD钻石进行氮原子浓度进行测定，得出对应区域氮原子数量的浓度，根据特定目标区域与现有需要的浓度进行对比，根据区域对比是否达到需求，根据测定的结果，判断是否达到需求，达到需求步骤结束，得到需要的，并对设备进行维护和检验，当没有达到需求时需要进入步骤六，操作步骤六；/n步骤六：当步骤五中结果没有达到需求，需要重新重复步骤二至步骤五，同时对透射电子显微镜精度进行调试，以及检验设备是否出现问题或故障，进行检测后，当透射电子显微镜出现问题，对透射电子显微镜进行维修，当设备没有出现问题以及故障，对设备进行调试，直至设备达到标准误差范围内需求，进而对CVD设备加工完毕。/n...

【技术特征摘要】
1.一种提高CVD钻石特定区域氮原子浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：准备工作：预备透射电子显微镜，以及用于对CVD钻石进行固定的装置，将需要用于注入的氮原子材料放置在透射电子显微镜内，用于预备使用，并启动透射电子显微镜氮原子进行预加工，检验设备是否出现问题，透射电子显微镜对需要注入的氮原子材料进行预加热；
步骤二：固定材料的准备工作：对CVD钻石晶片进行加热，并采用氮原子测定专用的高精度机器，对CVD钻石晶片内的氮原子浓度进行测定，单位需要精确到个位，测定进行多组测定，依据区域位置的不同对测量的数据测定分组的，测定完毕后，预备笔记本或采用数据记录设备对采集的测定数据进行记录，记录时按照区域的分组进行记录；
步骤三：数据的测量：根据所述步骤二所得数据结果，将目标需求的浓度对比需要注入特定区域现有的浓度，得出需要注入该区域氮原子的数量，单位差别精确到个，根据该区域的位置并根据需要注入原子的数量，计算出注射入对应区域浓度需要提供的能量；
步骤四：对氮原子进行预加工：启动透射电子显微镜，对氮原子进行加速，配合温度加速至达到指定的能量，通过透射电子显微镜向固定的CVD钻石内注入，注入时保证设备正常的运行；
步骤五：浓度的测量：根据步骤一至步骤四得到指定的CVD钻石，原子能量氮原子，根据区域进行在此使用氮原子数量测定工具测定并对CVD钻石进行氮原子浓度进行测定，得出对应区域氮原子数量的浓度，根据特定目标区域与现有需要的浓度进行对比，根据区域对比是否达到需求，根据测定的结果，判断是否达到需求，达到需求步骤结束，得到需要的，并对设备进行维护和检验，当没有达到需求时需要进入步...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵芬霞，刘宏明，
申请(专利权)人：湖州中芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33