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[发明专利]一种带金刚石微柱阵列的金刚石基GaN材料制备方法-CN202111076539.1在审
发明人：魏俊俊;刘思彤;张钦睿;李成明;刘金龙;陈良贤;高旭辉 -专利权人：北京科技大学;北京科技大学顺德研究生院
申请日： 2021-09-14 - 公布日： 2022-01-04 - 主分类号： H01L21/335 文献下载
摘要：一种带金刚石微柱阵列的金刚石基GaN材料制备方法，属于半导体技术与电子器件散热领域。实施步骤为五步，包括：GaN原始硅衬底减薄，硅衬底构建微孔，微孔底部镀至介质层，沉积金刚石微柱阵列，金刚石生长面研抛。最终完成带金刚石微柱阵列的金刚石基GaN材料制备。本发明保留原始衬底的主体结构，显著抑制了制备的GaN‑on‑Diamond晶圆的形变，且不需要反复使用临时载体，可操作性强，通过不连续的结构设计，缓释了由于热膨胀系数失配带来的热应力累积，减小了GaN性能衰减程度，对GaN的保护更全面。采用金刚石与原始衬底硅交替排列的方式及微柱阵列结构，晶格错排和畸变程度降低，增大了导热面积，大幅提高了散热效率，能满足先进电子技术对封装散热材料的要求。
一种金刚石阵列 gan 材料制备方法

[发明专利]一种封闭式全金刚石微槽道热沉的制备方法-CN202110431336.3有效
发明人：郑宇亭;李成明;李世谕;魏俊俊;刘金龙;陈良贤;安康;欧阳晓平 -专利权人：北京科技大学;北京科技大学顺德研究生院
申请日： 2021-04-21 - 公布日： 2021-12-31 - 主分类号： H01L23/367 文献下载
摘要：一种封闭式全金刚石微槽道热沉的制备方法，属于半导体器件散热领域。基于直流电弧等离子体喷射CVD制备的高质量自支撑金刚石厚板，采用精准激光加工对其进行高低交错翅片结构雕刻成型。接着将钼丝置于低位翅片上，以填补低位翅片与高位翅片的高度差及高位翅片的横向间距。随后经过金刚石生长直至覆盖整个金刚石板并具有一定厚度。最终通过去除钼丝而获得封闭式全金刚石微槽道热沉。本发明所用金刚石厚板生长速度快、厚板均匀致密，质量优异。封闭式全金刚石微槽道换热能力强，能够大幅提升热沉部件的散热性能和应用场景多样性，以实现大功率、高热流、空间环境等极端条件下的有效热排散。
一种封闭式金刚石微槽道热沉制备方法

[发明专利]一种开放式全金刚石散热结构的制备方法-CN202110432577.X有效
发明人：郑宇亭;李成明;李世谕;魏俊俊;刘金龙;陈良贤;安康;欧阳晓平 -专利权人：北京科技大学;北京科技大学顺德研究生院
申请日： 2021-04-21 - 公布日： 2021-12-24 - 主分类号： B23P15/00 文献下载
摘要：一种开放式全金刚石散热结构的制备方法，属于半导体器件散热领域。通过精密机加工以实现钼板的通孔结构。接着对高质量自支撑金刚石厚板进行激光切割而得到与钼板孔形相匹配的金刚石棒，并将其填充至钼板的通孔中。随后对填充金刚石棒的钼板上下表面分别进行金刚石生长，直至实现表面金刚石全覆盖并具有一定厚度。最终通过去除钼板而获得开放式全金刚石结构，以实现高热流密度、强热流冲击、宇航空间环境等极端条件下的有效热排散。本发明采用直流电弧等离子体喷射CVD技术制备出面积大、生长速度快、厚板均匀致密，质量优异的金刚石厚板，从而能够形成不同形状的金刚石棒，以满足不同尺寸及形状要求的开放式全金刚石散热结构的要求。
一种开放式金刚石散热结构制备方法

[发明专利]一种基于催化反应减小纳米金刚石粒径的方法-CN202010519160.2有效
发明人：魏俊俊;荆豆红;梁轶凡;贾鑫;李成明;刘金龙;陈良贤;高旭辉 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2020-06-09 - 公布日： 2021-10-15 - 主分类号： C01B32/28 文献下载
摘要：一种基于催化反应减小纳米金刚石尺寸的方法，属于纳米材料领域。工艺步骤为：a.对所选用人工合成的纳米金刚石粉体先用化学处理的方法进行纯化并分离，然后干燥备用；b.将纯化干燥后的纳米金刚石分散在去离子水中，并磁力搅拌使其形成悬浮液；c.配制金属包裹物前驱体溶液并加入纳米金刚石悬浮液中继续强烈磁力搅拌，待充分混合后向混合液中滴加待反应溶液后继续搅拌；d.搅拌完成后将获得的混合液移入反应釜中加热保温数小时后自然冷却取出，并将冷却液洗涤分离并真空干燥得到纳米金刚石与金属复合物粉体；e.将复合物粉体低温热处理数小时并进行酸处理，分离至中性干燥，最终获得小粒径纳米金刚石材料。该晶粒细化的纳米金刚石粉体能够更好的应用在生物标记等领域。
一种基于催化反应减小纳米金刚石粒径方法

[发明专利]一种嵌入式金刚石基碳化硅复合衬底的制备方法-CN202110432545.X有效
发明人：郑宇亭;李成明;张钦睿;刘思彤;魏俊俊;刘金龙;陈良贤;欧阳晓平 -专利权人：北京科技大学;北京科技大学顺德研究生院
申请日： 2021-04-21 - 公布日： 2021-10-15 - 主分类号： C30B25/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种嵌入式金刚石基碳化硅复合衬底的制备方法，属于半导体材料制备领域。首先对镀制有Si涂层的碳化硅(SiC)基片粘附临时载体，随后对SiC进行表面图形化及反应离子刻蚀，形成具有图案结构的SiC层。接着在其表面沉积一层金刚石以覆盖SiC，并对金刚石层表面进行研磨抛光。随之在去除SiC基片的临时载体后，在金刚石侧再粘附临时载体。通过反应离子刻蚀去掉原有Si涂层后，将金刚石侧临时载体去除，最终得到嵌入式金刚石基SiC复合衬底。能够实现在高功率、高集成条件下热量的快速排散，同时能够充分发挥SiC和金刚石作为宽禁带半导体的优异性能，提供了一种宽禁带半导体异质材料结构设计的制备基础。
一种嵌入式金刚石碳化硅复合衬底制备方法

[发明专利]一种高性能硼掺杂金刚石纳米线的制备方法-CN202010193984.5有效
发明人：刘金龙;刘彦辉;李成明;原晓芦;魏俊俊;陈良贤;安康 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2020-03-19 - 公布日： 2021-09-10 - 主分类号： C01B32/26 文献下载
摘要：一种高性能硼掺杂金刚石纳米线的制备方法，属于半导体材料领域。步骤如下：a.利用高本底真空微波等离子体化学气相沉积装置，通过等离子体中引入低浓度硼源实现金刚石膜P型半导体的生长；b.制备态硼掺杂金刚石膜经精细研磨获得低于500nm粗糙度的表面；c.使用电感耦合等离子氧等离子体和氯等离子体对研磨后的金刚石膜进行无掩模刻蚀，制备出硼掺杂金刚石纳米线阵列；d.采用氢等离子体刻蚀处理的方式进行氢化，使硼掺杂金刚石纳米线阵列表面导电；e.对硼掺杂金刚石纳米线阵列进行超声分散并使单根金刚石纳米线吸附在绝缘衬底上，实现单根硼掺杂金刚石纳米线的制备。本发明通过电感耦合等离子体刻蚀制备了金刚石纳米线，提高了比表面积和载流子浓度，提升了金刚石导电性。
一种性能掺杂金刚石纳米制备方法

[发明专利]一种带光学增透膜的金刚石制备方法-CN202011158364.4有效
发明人：魏俊俊;黄亚博;陈良贤;刘金龙;李成明;高旭辉 -专利权人：北京科技大学;北京科技大学顺德研究生院
申请日： 2020-10-26 - 公布日： 2021-09-07 - 主分类号： C23C16/27 文献下载
摘要：本发明涉及一种带光学增透膜的金刚石制备方法，特别是提供一种带有增透膜的自支撑金刚石材料及其制备方法。该材料可用于光通讯和传感器等器件的窗口，属于光学材料制备及加工领域。本发明首先在抛光的原始衬底上沉积增透膜；然后再在增透膜表面化学气相沉积(CVD)制备金刚石；对制备的金刚石表面进行研磨、抛光以及激光划片切割处理；采用低温等离子体对加工完的金刚石表面进行刻蚀处理去除表面残留石墨相；采用化学溶液腐蚀或者离子选择刻蚀的方式，去除原始衬底，保留带有增透膜的金刚石材料。该方法特别适用于光通讯、微型传感器等领域对带增透膜的微小金刚石窗口材料的应用需求。
一种光学增透膜金刚石制备方法

[发明专利]一种高载流子浓度的石墨烯/金刚石复合结构制备方法-CN202010271353.0有效
发明人：李成明;原晓芦;刘金龙;魏俊俊;邵思武;朱肖华;安康;陈良贤 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2020-04-08 - 公布日： 2021-08-27 - 主分类号： C01B32/184 文献下载
摘要：一种高载流子浓度的石墨烯/金刚石复合结构制备方法，属于宽禁带半导体材料技术领域。主要步骤为1)对单晶金刚石进行抛光酸洗；2)在单晶金刚石表面镀覆一层厚度为10‑50nm的镍、铜、铬或铜镍合金；3)采用直流喷射等离子体电弧炉对表面镀镍、铜、铬或铜镍合金单晶金刚石进行快速热处理；4)将快速热处理后的镀镍、铜、铬或铜镍合金单晶金刚石放置于稀酸中浸泡直至金属镍完全溶解，即得到所述石墨烯/金刚石复合结构。本发明采用直流喷射等离子体电弧炉替代普通管式炉，解决了现有技术中升温速率慢，所得石墨烯缺陷多，导电性差等技术问题。本发明中石墨烯/金刚石复合结构缺陷少，质量高，表面载流子浓度高，导电性好，有望满足高频高功率金刚石电子器件的应用。
一种载流子浓度石墨金刚石复合结构制备方法

[发明专利]一种金刚石基氮化镓复合衬底的制备方法-CN202110421403.3有效
发明人：郑宇亭;李成明;刘思彤;张钦睿;魏俊俊;刘金龙;陈良贤 -专利权人：北京科技大学;北京科技大学顺德研究生院
申请日： 2021-04-20 - 公布日： 2021-08-24 - 主分类号： C30B29/40 文献下载
摘要：本发明提供一种金刚石基氮化镓（GaN）复合衬底的制备方法，属于半导体材料制备领域。先将金刚石膜通过摩擦抛光使表面粗糙度低于0.5 nm。接着基于真空互联射频磁控溅射和分子束外延技术进行双腔室薄膜镀制。当真空度达到1×10‑5 Pa后通入Ar和N2并保持工作真空度为0.3‑0.5 Pa，金刚石衬底温度在400℃‑600℃，射频功率在400‑500 W条件下沉积高取向c‑AlN薄层10 nm‑200 nm。随后将衬底移至分子束外延腔室，沉积20 nm‑50 nm的GaAlN过渡层后，提高温度至700‑900℃沉积所需厚度的GaN单晶层。最后对所得衬底保温处理，得到高质量金刚石基GaN复合衬底。本发明方法适用于一种金刚石基氮化镓复合衬底。
一种金刚石氮化复合衬底制备方法

[发明专利]一种网笼多层结构硼掺杂金刚石电极的制备方法-CN202110421428.3有效
发明人：郑宇亭;李成明;张钦睿;刘思彤;魏俊俊;刘金龙;陈良贤 -专利权人：北京科技大学;北京科技大学顺德研究生院
申请日： 2021-04-20 - 公布日： 2021-08-20 - 主分类号： C23C16/27 文献下载
摘要：本发明涉及一种网笼多层结构硼掺杂金刚石电极的制备方法，属于半导体材料制备领域。首先将TiNb金属网和粒径为1μm‑100μm的硼掺杂金刚石微粉逐层交替放置，并在压力为100‑300MPa、温度在1000‑1400°C条件下通过热等静压成型处理30min‑5h。接着再将该金刚石/TiNb复合电极通过微波等离子体或直流电弧等离子体化学气相沉积技术在该金刚石复合电极上下两侧分别沉积硼掺杂金刚石保护层以增强网笼多层结构硼掺杂金刚石电极的强度。随后对电极进行800‑1000℃热处理2‑10h，最终形成稳定的具有更高有效反应表面积的高性能网笼多层结构硼掺杂金刚石电极。本发明适合于制备金刚石电极。
一种多层结构掺杂金刚石电极制备方法

[发明专利]一种低场发射开启阈的中空金刚石纳米线阵群的制备方法-CN202110432576.5在审
发明人：郑宇亭;刘金龙;李成明;刘彦辉;魏俊俊;陈良贤;李文君;石志城;欧阳晓平 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-04-21 - 公布日： 2021-08-10 - 主分类号： H01J9/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种低场发射开启阈的中空金刚石纳米线阵群的制备方法，属于半导体器件制备领域。将掺杂浓度为1×1021cm‑3到1×1023cm‑3硼掺杂金刚石经过精密研磨抛光控制使其表面粗糙度在80‑120nm范围内。随后将其与Si陪片一同在O2和Cl2气源比例为2:1至10:1的条件下进行电感耦合等离子体反应离子刻蚀20‑90min。接着通过将刻蚀后的硼掺杂金刚石片在5‑7kPa，温度600‑800℃的条件下氢等离子体处理5‑30min，从而得到具有超低场发射开启电压阈值的高密度、高长径比中空氢终端金刚石纳米线阵群，以用于高性能电子发射器件等。
一种发射开启中空金刚石纳米线阵群制备方法

[发明专利]生物测定数据捕获和分析-CN201980059733.3在审
发明人：蔡鸿彬;朱俊杰;吴有慧;陈良贤 -专利权人：金宝通有限公司
申请日： 2019-09-05 - 公布日： 2021-04-30 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：可以从热传感器信号评估人的健康状况。通过增加热感摄像机的性能指标(例如，分辨率、帧速率、灵敏度)，操作可以扩展到身份验证、生物测定数据提取和健康状况分析等。可以通过监测热图像的时间序列来执行预测，并且因此可以提供健康状况的预警。设备可以用于但不限于通过监督和强化学习对智能家居装置进行个性化。所述设备的应用可以是但不限于智能家居、智能建筑和智能车辆等。
生物测定数据捕获分析

[发明专利]一种大尺寸单晶金刚石异质外延生长的方法-CN202010015168.5有效
发明人：李成明;郑宇亭;邵思武;刘金龙;魏俊俊;陈良贤 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2020-01-07 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： C30B25/18 文献下载
摘要：一种大尺寸单晶金刚石异质外延生长的方法，属于半导体材料制备领域。所述方法是通过电子束蒸发在100‑200℃加热条件下以0.01nm/s‑0.1nm/s的速度在经过精密抛光而具有表面粗糙度0.2nm的高质量大尺寸多晶金刚石自支撑板表面沉积厚度为300nm‑1μm的铱厚膜。再通过射频化学气相沉积技术在衬底温度200℃条件下沉积1‑2nm无定型碳薄层。随后对沉积碳膜后的多晶金刚石板进行400‑600℃真空退火，促进铱厚膜单一取向晶化及亚表面碳富集。而后在100‑200℃下再次沉积3‑5nm铱薄膜，进一步屏蔽位错扩展和消除界面失配来作为金刚石高质量形核界面。接着采用化学气相沉积技术在750‑1000℃下施加偏压，在铱薄膜晶化的同时实现金刚石原位形核及扩展合并。最终实现无偏压条件下单晶金刚石的纵向外延生长。
一种尺寸金刚石外延生长方法

[发明专利]一种在单晶金刚石表面获得自由原子层的方法-CN202010270875.9有效
发明人：李成明;原晓芦;刘金龙;魏俊俊;邵思武;朱肖华;安康;陈良贤 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2020-04-08 - 公布日： 2021-02-26 - 主分类号： C30B29/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种在单晶金刚石表面获得自由原子层的方法，属于半导体加工技术领域。其特征在于，在研磨抛光、酸洗及超声清洗后的单晶金刚石表面镀覆一层溶碳薄膜，然后依次进行高温热处理、稀酸浸泡、超声清洗和氮气吹干，从而在单晶金刚石表面获得平坦的自由原子层。本发明通过在单晶金刚石抛光表面镀覆溶碳薄膜，进行高温热处理等步骤，去除了单晶金刚石抛光表面的损伤层，解决了现有抛光工艺导致单晶金刚石表面产生亚损伤的问题，可应用于大尺寸单晶金刚石获得均匀无损伤层的原子级平坦表面，有助于单晶金刚石材料在半导体器件领域的进一步发展。
一种金刚石表面获得自由原子方法

[发明专利]一种垂直拼接制备大尺寸CVD金刚石及切割方法-CN201910560201.X有效
发明人：李成明;刘金龙;朱肖华;邵思武;赵云;屠鞠萍;陈良贤;魏俊俊;张建军 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2019-06-26 - 公布日： 2021-02-19 - 主分类号： C30B29/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种垂直拼接制备大尺寸CVD金刚石及切割方法，属于金刚石材料制备领域。通过在多个垂直紧密排列的单晶金刚石籽晶侧面外延生长大尺寸CVD金刚石，然后通过激光切割工艺依次将籽晶与外延金刚石分离后得到大尺寸CVD金刚石，工艺步骤为：a.对多个垂直紧密排列的单晶金刚石籽晶上表面进行精密机械抛光处理，获得各籽晶高度差在10um以内，表面粗糙度低于1nm；b.通过激光刻蚀、电子束光刻技术、ICP刻蚀技术或聚焦离子束轰击等方法在各籽晶接缝处进行图案化刻槽处理；c.采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法，对已刻槽处理后的籽晶侧面进行外延生长；d.通过激光侧面切割依次将籽晶与外延大尺寸金刚石分离，从而得到大尺寸高质量的单晶金刚石。
一种垂直拼接制备尺寸 cvd 金刚石切割方法

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