[發明專利]一種金剛石襯底結構、切割工藝及其用途有效
| 申請號： | 201910098478.5 | 申請日： | 2019-01-31 |
| 公開（公告）號： | CN109722713B | 公開（公告）日： | 2020-04-17 |
| 發明（設計）人： | 張曉凡;王宏興;王艷豐;魏強 | 申請（專利權）人： | 西安交通大學 |
| 主分類號： | C30B29/04 | 分類號： | C30B29/04;C30B25/20;B23K26/38 |
| 代理公司： | 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257 | 代理人： | 劉春 |
| 地址： | 710049 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 金剛石 襯底 結構 切割 工藝 及其 用途 | ||
1.一種金剛石襯底結構，其特征在于，包括單晶金剛石襯底塊(1)，所述單晶金剛石襯底塊(1)的晶向為<001>，且其生長面上開設有燕尾槽(2)，所述燕尾槽(2)為長條形槽，其由所述生長面的一端延伸至其相對的另一端，并貫穿所述生長面；所述燕尾槽(2)的縱截面為梯形，且所述梯形的上底位于生長面上。
2.如權利要求1所述的一種金剛石襯底結構，其特征在于，所述燕尾槽(2)的數量至少為兩個，且任意相鄰兩個所述燕尾槽(2)互相平行、間距相等。
3.如權利要求1或2所述的一種金剛石襯底結構，其特征在于，所述單晶金剛石襯底塊(1)為長方體。
4.如權利要求3所述的一種金剛石襯底結構，其特征在于，所述梯形的腰與下底的夾角為α，且滿足0°＜α＜90°，所述下底長度＞1nm。
5.一種金剛石襯底切割工藝，其特征在于，切割后形成權利要求1-4任一所述的金剛石襯底結構，由以下步驟完成：
將單晶金剛石襯底塊(1)進行表面超聲清潔并干燥，將干燥后的單晶金剛石襯底塊(1)置于支撐平臺上，使其切割面朝向微米水導激光光束；
通過支撐平臺旋轉所述單晶金剛石襯底塊(1)，使單晶金剛石襯底塊(1)的切割面與所述微米水導激光光束成的夾角為α，0°＜α＜90°，啟動微米水導激光光束切割并在所述切割面上形成一個或多個第一切割槽(2-1)，所述第一切割槽(2-1)的縱截面為平行四邊形；
復位并反向旋轉所述單晶金剛石襯底塊(1)，使單晶金剛石襯底塊(1)的切割面與所述微米水導激光光束成的夾角為α，啟動所述微米水導激光光束切割并在所述切割面上形成一個或多個第二切割槽(2-2)，所述第二切割槽(2-2)的縱截面為平行四邊形；
復位并切割掉所述第一切割槽(2-1)和第二切割槽(2-2)之間的部分單晶金剛石襯底，并在切割面上最終形成一個或多個燕尾槽(2)；
對所述燕尾槽(2)表面產生的碳化部位進行氫等離子體處理得到金剛石襯底結構。
6.如權利要求5所述的一種金剛石襯底切割工藝，其特征在于，當在所述切割面上形成多個燕尾槽(2)時：
切割完第一個所述第一切割槽(2-1)后，平移所述單晶金剛石襯底塊(1)，繼續切割下一個所述第一切割槽(2-1)，直至切割完所有第一切割槽(2-1)；
切割完第一個所述第二切割槽(2-2)后，平移所述單晶金剛石襯底塊(1)，繼續切割下一個所述第二切割槽(2-2)，直至切割完所有第二切割槽(2-2)；
切割完第一個所述第一切割槽(2-1)和第二切割槽(2-2)之間的部分單晶金剛石襯底后，平移所述單晶金剛石襯底塊(1)，繼續切割下一個所述第一切割槽(2-1)和第二切割槽(2-2)之間的部分單晶金剛石襯底，直至在切割面上形成多個燕尾槽(2)。
7.如權利要求5或6所述的一種金剛石襯底切割工藝，其特征在于，在切割過程中，平移所述單晶金剛石襯底塊(1)的具體方法為沿所述單晶金剛石襯底塊(1)切割面的長度和/寬度方向進行平移，且保持所述切割面與微米水導激光光束之間的夾角α的角度不變。
8.如權利要求1-4任意所述的一種金剛石襯底結構用于單晶金剛石橫向外延生長的用途。
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