Химическое нанесение покрытия путем разложения газообразных соединений, причем продукты реакции материала поверхности не остаются в покрытии, т.е. способы химического осаждения паров (ХОП): ...осаждением только алмаза – C23C 16/27

Изобретение относится к технологии производства синтетического алмазного материала, который может быть использован в электронных устройствах. Алмазный материал содержит одиночный замещающий азот в концентрации более примерно 0,5 ч/млн и имеющий такое полное интегральное поглощение в видимой области от 350 нм до 750 нм, что по меньшей мере примерно 35% поглощения приписывается . Алмазный материал получают путем химического осаждения из паровой или газовой фазы (CVD) на подложку в среде синтеза, содержащей азот в атомной концентрации от примерно 0,4 ч/млн до примерно 50 ч/млн, при этом газ-источник содержит: атомную долю водорода, H_f, от примерно 0,40 до примерно 0,75; атомную долю углерода, C_f, от примерно 0,15 до примерно 0,30; атомную долю кислорода, O_f, от примерно 0,13 до примерно 0,40; причем H_f+C_f+O_f =1; отношение атомной доли углерода к атомной доле кислорода, C_f:O_f, удовлетворяет соотношению примерно 0,45:1<C_f:O_f< примерно 1,25:1; а газ-источник содержит атомы водорода, добавленные в виде молекул водорода, Н₂, при атомной доле общего числа присутствующих атомов водорода, кислорода и углерода между 0,05 и 0,40; при этом атомные доли H_f, C_f и O_f представляют собой доли от общего числа атомов водорода, кислорода и углерода, присутствующих в газе-источнике. Изобретение позволяет получать алмазный материал с относительно высоким содержанием азота, который равномерно распределен, и который свободен от других дефектов, что обеспечивает его электронные свойства. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил., 6 пр.

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 срощенные вместе монокристаллический и поликристаллический алмаз. Для получения плоскопараллельной пластины CVD алмаза выращенную комбинированную алмазную подложку шлифуют с обеих сторон. 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. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к технологии получения монокристаллического бесцветного алмаза химическим осаждением из паровой фазы (ХОПФ), который может быть использован для оптических и ювелирных применений. Способ включает подготовку подложки, использование атмосферы синтеза ХОПФ-алмаза, содержащей азот в концентрации в пределах от 300 частей на миллиард (ppb) до 30 частей на миллион (ppm), и добавление в атмосферу синтеза газа, содержащего бор в концентрации в пределах от 0,5 ppb до 0,2 ppm; причем бор добавляют в атмосферу синтеза управляемым образом так, что обеспечивается стабильность концентрации бора лучше 20% и в количестве, выбранном с обеспечением уменьшения негативного влияния на цвет алмаза, оказываемого азотом, где доминирующий объем по меньшей мере 80% монокристаллического алмаза обладает по меньшей мере одной из следующих характеристик: спектр поглощения, измеренный при комнатной температуре, соответствующий цвету стандартного круглого бриллианта весом 0,5 карат, лучше, чем К по цветовой шкале Американского геммологического института (GIA), а коэффициент поглощения, измеренный при комнатной температуре, на длине волны 270 нм составляет менее 2,9 см^-1, на длине волны 350 нм - менее 1,5 см^-1, на длине волны 520 нм - менее 0,45 см^-1 и на длине волны 700 нм - менее 0,18 см^-1; и при этом этот монокристаллический ХОПФ-алмаз имеет толщину более 0,1 мм; концентрация азота в доминирующем объеме алмаза находится в пределах от 1·10¹⁴ до 5·10¹⁷ атомов/см³, а концентрация бора - от 3·10¹⁴ до 1·10¹⁷ атомов/см ³. Изобретение позволяет получать бесцветный или почти бесцветный монокристаллический алмаз для производства драгоценных камней и оптических устройств. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил., 6 табл., 9 пр.

Изобретение относится к контактному кольцу для осевого торцевого уплотнительного узла, включающему базовое тело, которое выполнено по меньшей мере из одного материала, содержащего карбидный материал, и покрытие, которое содержит алмазный материал, нанесено на базовое тело и образует поверхность скольжения. Базовое тело сформировано из двухкомпонентного материала, при этом по меньшей мере в один материал, содержащий карбидный материал, внедрены области из частиц такого алмазного материала, который совместим с алмазным материалом покрытия. Изобретение повышает надежность устройства. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к плазменному реактору и может найти применение для высокоскоростного осаждения алмазных пленок из газовой фазы в плазме СВЧ разряда. Плазменный реактор содержит СВЧ генератор, передающую линию, оканчивающуюся квазиоптической электродинамической системой, и реакционную камеру с установленной в ней подложкой для осаждения алмазной пленки. Передающая линия выполнена в виде единой волноводной системы, объединяющей выходной волновод СВЧ генератора с излучением на рабочей моде и делитель одного пучка на два одинаковых волновых пучка. Реакционная камера выполнена в виде сплошного замкнутого металлического экрана выпуклой формы с возможностью отражения к подложке рассеянного плазмой СВЧ излучения. Зеркала квазиоптической электродинамической системы крепятся внутри реакционной камеры к ее боковой стенке. В результате достигается существенное уменьшение потерь СВЧ энергии как при передаче ее от СВЧ генератора до реакционной камеры, так и в самой реакционной камере. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к изготовлению слоя бесцветного алмаза (монокристаллического и поликристаллического) химическим осаждением из паровой фазы (ХОПФ-алмаза), который может быть использован, например, для оптических применений или в качестве драгоценных камней. Способ включает подготовку подложки, использование атмосферы ХОПФ-синтеза, содержащей азот в концентрации более 300 частей на миллиард (ppb), и добавление в атмосферу синтеза второго газа, содержащего атомы кремния в качестве примесных атомов второго типа, причем примесные атомы второго типа добавляют управляемым образом в количестве, обеспечивающем уменьшение негативного влияния на цвет, оказываемого азотом, при этом слой монокристаллического алмаза имеет толщину более 0,1 мм, концентрация кремния в доминирующем объеме слоя алмаза меньше или равна 2·10⁸ атомов/см ³, концентрация азота в доминирующем объеме слоя алмаза больше 2·10¹⁶ атомов/см³ и меньше или равна 2·10¹⁷ атомов/см³, а отношение концентрации азота к концентрации кремния в доминирующем объеме слоя алмаза составляет от 1:20 до 20:1. Добавление газа-источника, содержащего кремний, противодействует негативному воздействию на цвет алмаза, оказываемому содержащимся в атмосфере ХОПФ-синтеза азота. Изобретение обеспечивает получение бесцветного, обладающего малым оптическим поглощением алмаза высокой чистоты. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 табл., 3 ил.

Изобретение относится к технологии получения бесцветного (то есть прозрачного для УФ-, видимого и ИК-излучения) монокристаллического алмаза с высокой скоростью роста. Способ включает регулирование температуры поверхности роста алмаза так, чтобы все градиенты температуры на поверхности роста алмаза не превышали примерно 20°С, и выращивание на поверхности роста монокристаллического алмаза химическим осаждением из газовой фазы в СВЧ-плазме при температуре роста в камере осаждения, атмосфера в которой содержит от примерно 8% до примерно 20% CH₄ на единицу H ₂ и от примерно 5% до примерно 25% О₂ на единицу СН₄. Способом, являющимся объектом настоящего изобретения, могут быть получены алмазы крупнее 10 карат. При использовании данного способа скорость роста может быть более 100 мкм/ч. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к технологии получения изделий из поликристаллического алмаза, получаемого из смеси метана и водорода в плазме разряда. Проводят подготовку подложки прорезанием на ней канавок с образованием площадки, соответствующей конфигурации готового изделия. Канавки выполняют шириной, составляющей удвоенную толщину пленки готового изделия, и глубиной, превышающей ширину. Выращивают на подложке алмазную пленку из смеси метана и водорода в разряде и отделяют ее от подложки в виде готового изделия. Упрощается получение готовых изделий из поликристаллического алмаза.

Изобретение относится к отжигу алмаза, а именно к отжигу монокристаллического CVD-алмаза. Способ включает увеличение температуры CVD-алмаза до температуры отжига, составляющей по меньшей мере 1500°С при давлении по меньшей мере 4,0 ГПа в пределах стабильной фазы графита или только в пределах стабильной фазы алмаза. В частных случаях выполнения изобретения после достижения CVD-алмазом температуры отжига проводят понижение температуры монокристаллического CVD-алмаза до температуры окружающей среды при сохранении давления на монокристаллическом CVD-алмазе. Перед отжигом может быть проведена первоначальная стадия выращивания монокристаллического коричневого алмаза при температуре примерно 1400-1460°С в атмосфере, содержащей 4-5% N₂/CH₄. Получают осветленный или бесцветный монокристаллический алмаз с улучшенными оптическими свойствами, в котором устранены дефекты. 8 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии получения легированных бором монокристаллических алмазных слоев методом химического осаждения из газовой фазы (ХОГФ), которые могут быть использованы в электронике, а также в качестве ювелирного камня. Сущность изобретения: в указанном слое суммарная концентрация бора однородна. Слой образуется в одном секторе роста, или толщина слоя превышает 100 мкм, или объем слоя превышает 1 мм³ , или слой характеризуется комбинацией указанных характеристик. Способ получения слоя монокристаллического алмаза, легированного бором, включает стадию получения алмазной подложки, которая имеет поверхность, по существу не содержащую дефектов кристаллической решетки, стадию получения исходного газа, который включает источник бора, стадию разложения исходного газа и стадию гомоэпитаксиального роста алмаза на указанной поверхности, по существу не содержащей дефектов кристаллической решетки. Изобретение позволяет получать толстые монокристаллические алмазные слои высокой чистоты с однородными и полезными электронными свойствами. 4 н. и 42 з.п. ф-лы, 5 табл.

(56) (продолжение):

CLASS="b560m"Characterization of conducting diamond films. "Vacuum", v.36, № 1-3, 1986, p.p.99-102. LAGRANGE J.-P. et al. Activation energy in low compensated homoepitaxial boron-doped diamond 1 films. "Diamond and Related Materials", v.7, № 9, 1998, p.p.1390-1393. EP 386726 A1, 12.09.1990.

Изобретение относится к технологии получения алмаза для использования в электронике. Сущность изобретения: монокристаллический алмаз получают путем химического осаждения из газовой фазы на алмазную подложку с поверхностью, практически не имеющей дефектов кристаллической решетки, в потоке газа-носителя в атмосфере, содержащей азот в концентрации менее 300 част. на млрд. Полученный алмаз является химически высокочистым, практически не содержит дефектов кристаллической решетки и обладает величинами электронных характеристик, существенно большими, чем у самых высококачественных природных алмазов. 5 н. и 27 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил.

Изобретение относится к технологии получения алмазных слоев. Сущность изобретения: химическим осаждением из газовой фазы получен слой монокристаллического алмаза (ХОГ-алмаз), имеющий толщину более 2 мм. Способ включает гомоэпитаксиальный рост слоя алмаза на поверхности подложки с низким уровнем дефектов в атмосфере, содержащей азот в концентрации менее 300 млрд ч. азота. Полученные слои алмаза большой толщины имеют высокое качество и из них могут быть изготовлены драгоценные камни. 4 н. и 32 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

Изобретение предназначено для электроники и может быть использовано при получении полупроводниковых и люминесцентных элементов с высокой оптической прозрачностью. В камеру помещают затравку алмаза и катализатор в виде, по крайней мере, одной водорастворимой соли, придающей среде щелочной характер. В качестве соли можно использовать NaCl, KCl, MgCl₂, CaCl₂, MnCl ₂, FeCl₃, CrCl₃, TiCl₃ , NH₄Cl или К₂СО₃. Затем камеру частично заполняют водой, герметизируют, напускают окись углерода до давления 1-150 атм и нагревают до 180-450°С. Синтез проводят до полного растворения окиси углерода. В область камеры с более высокой температурой можно дополнительно поместить мелкодисперсный углерод и напустить двуокись углерода. В этом случае затравку алмаза помещают в область камеры с меньшей температурой. В водную среду можно дополнительно ввести химические вещества, в состав которых входят легирующие алмаз примеси. Изобретение позволяет получить алмаз, кристаллическая решетка которого не содержит примесей графита и водорода, простым способом, уменьшить энергетические затраты. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.