[发明专利]一种CVD单晶金刚石位错密度的检测方法

权利要求书

1.一种CVD单晶金刚石位错密度的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，对单晶金刚石的待测表面研磨和抛光；

步骤2，对单晶金刚石的待测表面进行清洗，以去除表面杂质；

步骤3，对单晶金刚石的待测表面进行化学腐蚀，以去除表面机械损伤；

步骤4，对单晶金刚石的待测表面进行离子刻蚀，形成位错蚀坑；

步骤5，在单晶金刚石的待测表面取样，对取样位置的表面形貌进行检测；

步骤6，统计每个取样面积内位错蚀坑数量，计算得到单晶金刚石的位错密度。

2.根据权利要求1所述CVD单晶金刚石位错密度的检测方法，其特征在于，步骤1中，所述CVD单晶金刚石晶体的待测表面为{100}或{111}晶面。

3.根据权利要求2所述CVD单晶金刚石位错密度的检测方法，其特征在于，步骤1中，对单晶金刚石的待测表面研磨和抛光，使其与{100}或{111}晶面方向误差±4°，表面粗糙度Ra10 nm。

4.根据权利要求1所述CVD单晶金刚石位错密度的检测方法，其特征在于，步骤3中，化学腐蚀使用碱金属化合物在KCl或NaCl中的熔融物，所述碱金属化合物为K、Ca、Na的过氧化物、氢氧化物或硝酸盐，碱金属化合物占熔融物重量的2-30%。

5.根据权利要求4所述CVD单晶金刚石位错密度的检测方法，其特征在于，步骤3中，化学腐蚀的温度为650-1000℃，腐蚀时间为15-120 min。

6.根据权利要求1所述CVD单晶金刚石位错密度的检测方法，其特征在于，步骤4中，离子刻蚀所用的刻蚀气体为H₂/O₂、Ar/O₂或Ar/Cl₂混合气体，O₂或Cl₂比例为混合气体体积的0%-4%。

7.根据权利要求6所述CVD单晶金刚石位错密度的检测方法，其特征在于，步骤4中，离子刻蚀的温度为800-1000℃，刻蚀时间为5-120min。

8.根据权利要求1所述CVD单晶金刚石位错密度的检测方法，其特征在于，步骤5中，取样方法为：取样位置在待测表面均匀分布，取样总数n不少于9个，每次取样面积S不小于50×100 μm²。

9.根据权利要求1所述CVD单晶金刚石位错密度的检测方法，其特征在于，具体的步骤6中，位错蚀坑的特征为：单晶金刚石晶体的待测表面为{100}晶面的位错蚀坑为四棱锥形，单晶金刚石晶体的待测表面为{111}晶面的位错蚀坑为三棱锥形。

10.根据权利要求9所述CVD单晶金刚石位错密度的检测方法，其特征在于，步骤6中，所述位错密度按如下公式计算：

；式中：

N_n：取样面积内位错蚀坑数量，单位个；

n：取样总数，单位个；

S：每次取样面积，单位cm²。