单晶金刚石及其制造方法与流程

本公开涉及单晶金刚石及其制造方法。本申请主张基于2021年3月31日申请的日本专利申请的日本特愿2021-061208号的优先权。该日本专利申请中记载的全部记载内容通过参照而援引于本说明书中。

背景技术：

1、以往，金刚石被用于散热器、拉丝用模具、精密加工用刀具、光学部件、激光窗口、分光用晶体、单色仪、超高压发生装置用砧座、半导体金刚石衬底等各种用途。在这些用途中，尤其是在光学部件、激光窗口、分光用晶体、单色仪、超高压发生装置用砧座、半导体金刚石衬底的领域中，为了提高性能，开发了晶体缺陷和应变少的金刚石(例如，专利文献1～专利文献3)。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开平7-116494号公报

5、专利文献2：日本特开平7-148426号公报

6、专利文献3：日本特开平9-165295号公报

技术实现思路

1、本公开为一种单晶金刚石，其中，

2、x射线衍射摇摆曲线的半值宽度为20秒以下，

3、所述x射线衍射摇摆曲线的半值宽度按照以下方式进行测定：在基于双晶法的x射线衍射中，第一晶体使用金刚石晶体，(004)面平行配置，通过cukα射线进行测定，

4、拉曼分光光谱的拉曼位移为1332cm-1以上且1333cm-1以下的峰的半值宽度为2.0cm-1以下，

5、蚀坑密度为10000个/cm2以下，

6、所述蚀坑密度通过蚀刻实验来测定，

7、氮的原子数基准的含有率为0.0001ppm以上且0.1ppm以下，

8、13c的原子数基准的含有率为0.01％以上且1.0％以下。

9、本公开为上述单晶金刚石的制造方法，其中，

10、所述单晶金刚石的制造方法具备：

11、准备晶种衬底的工序；以及

12、使用高温高压合成法使单晶金刚石在所述晶种衬底上生长的工序，

13、关于所述晶种衬底的主面的尺寸，其内切圆的直径大于1.0mm，

14、所述主面的蚀坑密度为1×105个/cm2以下，

15、所述晶种衬底的主面所包含的生长扇区为2个以下。

技术特征：

1.一种单晶金刚石，其中，

2.根据权利要求1所述的单晶金刚石，其中，

3.根据权利要求1或2所述的单晶金刚石，其中，所述单晶金刚石的每单位厚度的相位差的平均为30nm/mm以下。

4.根据权利要求3所述的单晶金刚石，其中，所述相位差的平均为10nm/mm以下。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的单晶金刚石，其中，所述单晶金刚石包含nv中心，所述nv中心的含有率为0.1ppm以下。

6.根据权利要求5所述的单晶金刚石，其中，所述nv中心的含有率为0.00001ppm以上且0.1ppm以下。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的单晶金刚石，其中，所述单晶金刚石的硼的原子数基准的含有率为所述氮的原子数基准的含有率以下。

8.根据权利要求7所述的单晶金刚石，其中，所述硼的原子数基准的含有率为所述氮的原子数基准的含有率的10％以下。

9.根据权利要求7所述的单晶金刚石，其中，所述硼的原子数基准的含有率大于所述氮的原子数基准的含有率的10％、且为所述氮的原子数基准的含有率以下。

10.根据权利要求7所述的单晶金刚石，其中，所述硼的原子数基准的含有率为所述氮的原子数基准的含有率的1％以上且10％以下。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的单晶金刚石，其中，所述单晶金刚石的主面的内切圆的直径为3mm以上。

12.根据权利要求11所述的单晶金刚石，其中，所述直径为5mm以上。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的单晶金刚石，其中，所述单晶金刚石的单一扇区的含有率为70体积％以上。

14.根据权利要求13所述的单晶金刚石，其中，所述单一扇区的含有率为90体积％以上。

15.一种单晶金刚石的制造方法，所述单晶金刚石为权利要求1至14中任一项所述的单晶金刚石，其中，

技术总结
一种单晶金刚石，其中，X射线衍射摇摆曲线的半值宽度为20秒以下，拉曼分光光谱的拉曼位移为1332cm‑1以上且1333cm‑1以下的峰的半值宽度为2.0cm‑1以下，蚀坑密度为10000个/cm2以下，氮的原子数基准的含有率为0.0001ppm以上且0.1ppm以下，13C的原子数基准的含有率为0.01％以上且1.0％以下。

技术研发人员：左亦康,李真和,西林良树,寺本三记,小林丰,角谷均
受保护的技术使用者：住友电气工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15