System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 降低金刚石应力的方法技术_技高网
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降低金刚石应力的方法技术

技术编号:43934324 阅读:2 留言:0更新日期:2025-01-07 21:27
本发明专利技术涉及一种降低金刚石应力的方法,包括以下步骤:将金刚石在富氢气氛中进行第一次退火处理,其中,所述第一次退火处理的步骤中还使用了钽材料,且控制所述钽材料的温度大于或等于1500℃且小于钽材料的熔点;然后将所述金刚石在惰性气氛中进行第二次退火处理。本发明专利技术的方法能够尽可能去除掉金刚石中的石墨相,并增大晶粒尺寸,使晶粒尺寸更大、更完整且通过位错运动变得更加平整,填补晶格空隙,从而在非接触条件下充分去除了金刚石的应力,提高金刚石的可加工性,而且不会损伤金刚石。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金刚石,特别是涉及一种降低金刚石应力的方法


技术介绍

1、金刚石的热导率可达2200w/mk,有望作为大功率电子元器件的散热衬底使用。然而,金刚石存在的残余应力,导致其可加工性差。目前,通常利用热能与超声波冲击振动以及填充料的无规则振动撞击金刚石,为其晶粒的位错运动提供外部动力,降低金刚石的应力,但是,这些方式容易对金刚石造成损伤。


技术实现思路

1、基于此,有必要针对上述问题,提供一种降低金刚石应力的方法,所述方法能够在非接触条件下降低金刚石的应力,不会损伤金刚石。

2、一种降低金刚石应力的方法,包括以下步骤:

3、将金刚石在富氢气氛中进行第一次退火处理,其中,所述第一次退火处理的步骤中还使用了钽材料,且控制所述钽材料的温度大于或等于1500℃且小于钽材料的熔点;

4、然后将所述金刚石在惰性气氛中进行第二次退火处理。

5、在其中一个实施例中,第一次退火处理的步骤中,所述钽材料的温度控制在1700℃-2600℃。

6、在其中一个实施例中,第一次退火处理的步骤中,所述金刚石的温度控制在500℃-1000℃;

7、及/或,保温时间控制在15min-30min;

8、及/或,所述金刚石的降温速率控制在1℃/min-20℃/min。

9、在其中一个实施例中,第二次退火处理的步骤中,所述金刚石的温度控制在800℃-1000℃,且大于或等于第一次退火处理步骤中所述金刚石的温度;>

10、及/或,所述金刚石的保温时间控制在10min-30min。

11、在其中一个实施例中,在第一次退火处理的步骤中,当所述金刚石的温度降至200℃-350℃时,停止降温并进行第二次退火处理。

12、在其中一个实施例中,在第一次退火处理的步骤中,利用所述钽材料提供的热场加热所述金刚石;

13、及/或,所述金刚石和所述钽材料的距离为5mm-30mm。

14、在其中一个实施例中,在第二次退火处理的步骤中,利用所述钽材料提供的热场加热所述金刚石;

15、及/或,所述金刚石和所述钽材料的距离为5mm-30mm。

16、在其中一个实施例中,通入氢气形成富氢气氛,所述氢气的流量为100sccm-500sccm;

17、及/或,所述第一次退火处理的步骤中,压力小于或等于10kpa。

18、在其中一个实施例中,通入惰性气体形成惰性气氛,所述惰性气体的流量为300sccm-800sccm;

19、及/或,所述惰性气氛选自氮气气氛、氩气气氛中的至少一种;

20、及/或,所述第二次退火处理的步骤中,压力控制在3kpa-10kpa。

21、在其中一个实施例中,包括以下步骤:

22、将金刚石置于热丝cvd设备的样品台上,然后在热丝架上布置钽丝;

23、关闭真空腔,将所述热丝cvd设备抽至真空;

24、通入氢气,打开电源加热所述钽丝,利用所述钽丝提供的热场对所述金刚石进行第一次退火处理;

25、然后关闭氢气,通入惰性气体,加热所述钽丝,利用所述钽丝提供的热场对所述金刚石进行第二次退火处理。

26、本专利技术的方法中,第一次退火处理在富氢气氛中进行,且还使用钽材料,其中,富氢气氛可以防止钽材料发生氧化或碳化等反应,且通过温度的控制使钽材料能够更好的蒸发出钽原子并更均匀的扩散到金刚石中,促进金刚石中的石墨相向金刚石相转变,同时,氢气在钽材料提供的热场的激发下能够产生氢离子,氢离子能够刻蚀金刚石中的石墨相,从而,通过钽原子促进石墨相向金刚石相转变以及氢离子刻蚀石墨相,能够尽可能去除掉金刚石中的石墨相,并促使金刚石中的晶粒产生位错运动,进行自整定,填补晶格空隙以及增大晶粒尺寸。然后,在惰性气氛中进行第二次退火处理,充分释放出金刚石晶格中夹杂的氢离子和钽原子,并使金刚石中的晶粒再次产生位错运动,进一步自整定,填补晶格空隙以及增大晶粒尺寸。

27、因此,本专利技术的方法能够尽可能去除掉金刚石中的石墨相,并增大晶粒尺寸,使晶粒尺寸更大、更完整且通过位错运动变得更加平整,填补晶格空隙,从而在非接触条件下充分去除了金刚石的应力,提高金刚石的可加工性,而且不会损伤金刚石。

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【技术保护点】

1.一种降低金刚石应力的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,第一次退火处理的步骤中,所述钽材料的温度控制在1700℃-2600℃。

3.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,第一次退火处理的步骤中,所述金刚石的温度控制在500℃-1000℃;

4.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,第二次退火处理的步骤中,所述金刚石的温度控制在800℃-1000℃,且大于或等于第一次退火处理步骤中所述金刚石的温度;

5.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,在第一次退火处理的步骤中,当所述金刚石的温度降至200℃-350℃时,停止降温并进行第二次退火处理。

6.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,在第一次退火处理的步骤中,利用所述钽材料提供的热场加热所述金刚石;

7.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,在第二次退火处理的步骤中,利用所述钽材料提供的热场加热所述金刚石;

8.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,通入氢气形成富氢气氛,所述氢气的流量为100sccm-500sccm;

9.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,通入惰性气体形成惰性气氛,所述惰性气体的流量为300sccm-800sccm;

10.根据权利要求1至权利要求9任一项所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,包括以下步骤:

...

【技术特征摘要】

1.一种降低金刚石应力的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,第一次退火处理的步骤中,所述钽材料的温度控制在1700℃-2600℃。

3.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,第一次退火处理的步骤中,所述金刚石的温度控制在500℃-1000℃;

4.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,第二次退火处理的步骤中,所述金刚石的温度控制在800℃-1000℃,且大于或等于第一次退火处理步骤中所述金刚石的温度;

5.根据权利要求1所述的降低金刚石应力的方法,其特征在于,在第一次退火处理的步骤中,当所述金刚石的温度降至200℃-350℃时,停止降温并进行第二...

【专利技术属性】
技术研发人员:孔祥鹏邬苏东
申请(专利权)人:甬江实验室
类型:发明
国别省市:

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