一种用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法

技术特征：
1.用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，其特征在于该用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法按照以下步骤实现：一、将选取所要制作于钻石晶体内部的图案转化为黑白模式，作为光刻机输入掩膜图形；二、将钻石衬底置于混酸溶液中，加热至煮沸，经超声清洗后得到清洗后的钻石衬底；三、在清洗后的钻石衬底表面旋涂光刻胶，掩膜图形输入光刻机，采用光刻工艺以光刻胶作为掩模版，通过掩模在钻石表面沉积金属膜或非金属膜，去除光刻胶后形成所需要的图案，得到带有图案的钻石衬底；四、将带有图案的钻石衬底置于等离子体化学气相沉积系统中，通入生长气体进行外延生长，得到带有定制图案的钻石。2.根据权利要求1所述的用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，其特征在于步骤二将钻石衬底置于硝酸和硫酸组成的混酸溶液中，加热至200～400℃，加热时间为30～200min。3.根据权利要求1所述的用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，其特征在于步骤三中沉积金属膜或非金属膜的方法为磁控溅射法、热蒸发法、电子束蒸发法或原子层沉积法。4.根据权利要求3所述的用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，其特征在于步骤三中沉积金属膜或非金属膜的厚度为5～1000nm。5.根据权利要求1所述的用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，其特征在于步骤三中沉积膜的材质为au、pt、ru、pd、au、ru、ti/au、ti/pt/au、ti/ru、ti/mo、cr/au、cr/ru、w、si、sio2、tio2、sin、al2o3、cu、rh、mo、pb、ir、w、sic、gan中的一种或者多种叠层膜。6.根据权利要求1所述的用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，其特征在于步骤四中的化学气相沉积方法为微波等离子体化学气相沉积、射频等离子体化学气相沉积、激光诱导等离子体化学气相沉积、直流电弧等离子体子化学气相沉积或者热丝化学气相沉积。7.根据权利要求1所述的用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，其特征在于步骤四中所述的生长气体包括ch4和h2。8.根据权利要求7所述的用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，其特征在于生长气体还包括co2、o2、n2、ar、硼烷、磷烷中的一种或多种混合气体。9.根据权利要求1所述的用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，其特征在于步骤四中控制微波源功率为60～6000w，外延生长的温度为600～1100℃。10.根据权利要求1所述的用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，其特征在于步骤四中外延生长时间为30min～300min。

技术总结
一种用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，本发明的目的是为了解决现有钻石内部难以定制图案和电极的问题。本发明晶体内部图形化方法如下：一、将选取所要制作于钻石晶体内部的图案转化为黑白模式，作为光刻机输入掩膜图形；二、将钻石衬底置于混酸溶液中超声清洗；三、采用光刻工艺以光刻胶作为掩模版，通过掩模在钻石表面沉积金属膜或非金属膜；四、将带有图案的钻石衬底置于等离子体化学气相沉积系统中，通入生长气体进行外延生长，得到带有定制图案的钻石。本发明利用化学气相沉积工艺再外延一层晶体，将图案覆盖于晶体内部能对图案实现很好的保护作用，满足钻石内部图案的定制需求。案的定制需求。案的定制需求。


技术研发人员：刘本建 张森 朱嘉琦 刘康 代兵 李一村 郝晓斌 赵继文 文东岳 韩杰才
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.04.21
技术公布日：2022/7/8