| 主权项 |
1.一种高品质之单结晶CVD钻石层,其具有至少2mm之 厚度,且具有下列特征之一或多者: 1)于300K时系至少100m之高电荷收集距离,其系于1V /m之应用场测量; 2)高的平均载体移动性及寿命之乘积値,,如此 ,其于300K时系超过1.010-6cm2/V; 3)于300K时测量之电子移动性(e)系大于2400cm2V-1s-1 ; 4)于300K测得之电子洞移动性(h)系大于2100cm2V-1s-1 ;及 于停止状态时,于300K及50V/m之应用场之电阻系大 于1012cm。 2.如申请专利范围第1项之单结晶CVD钻石层,其具有 大于2.5mm之厚度。 3.如申请专利范围第1项之单结晶CVD钻石层,其具有 大于3mm之厚度。 4.如申请专利范围第1至3项中任一项之单结晶CVD钻 石层,其于300K时具有大于150m之电荷收集距离。 5.如申请专利范围第4项之单结晶CVD钻石层,其于300 K时具有大于400m之电荷收集距离。 6.如申请专利范围第1至3项中任一项之单结晶CVD钻 石层,其于300K时具有大于21013cm之电阻。 7.如申请专利范围第6项之单结晶CVD钻石层,其于300 K时具有大于51014cm之电阻。 8.如申请专利范围第1至3项中任一项之单结晶CVD钻 石层,其于300K时具有大于3000cm2V-1s-1之电子移动性 。 9.如申请专利范围第8项之单结晶CVD钻石层,其于300 K时具有大于4000cm2V-1s-1之电子移动性。 10.如申请专利范围第1至3项中任一项之单结晶CVD 钻石层,其于300K时具有大于2500cm2V-1s-1之电子洞移 动性。 11.如申请专利范围第10项之单结晶CVD钻石层,其于 300K时具有大于3000cm2V-1s-1之电子洞移动性。 12.如申请专利范围第1至3项中任一项之单结晶CVD 钻石层,其于300K时具有超过1.510-6cm2/V之。 13.如申请专利范围第12项之单结晶CVD钻石层,其于 300K时具有超过410-6cm2/V之。 14.如申请专利范围第1至3项中任一项之单结晶CVD 钻石层,其系至少部份被附接至基材。 15.如申请专利范围第1至3项中任一项之单结晶CVD 钻石层,其系至少部份被附接至钻石基材。 16.一种适于作为饰物之宝石型式之钻石,其系自申 请专利范围第1至15项中任一项之单结晶CVD钻石层 制备者。 17.一种CVD钻石,其系以适于作为饰物之宝石型式自 申请专利范围第1至15项中任一项之单结晶CVD钻石 层制得者,其特征在于具有大于2mm之三维正交尺寸 ,其中至少一轴系沿<100>结晶方向或沿着该宝石之 主要对称轴。 18.如申请专利范围第17项之CVD钻石,其特征在于具 有大于2.5mm之三维正交尺寸,其中至少一轴系沿<100 >结晶方向或沿着该宝石之主要对称轴。 19.如申请专利范围第17项之CVD钻石,其具有大于3mm 之三维正交尺寸,其中至少一轴系沿<100>结晶方向 或沿着该宝石之主要对称轴。 20.一种制备申请专利范围第1至13项中任一项之单 结晶CVD钻石层之方法,其包含之步骤为:提供具有 实质上无结晶缺失之表面之钻石基材;提供来源气 体;解离该来源气体;及,于含有少于300份/十亿之氮 之氛围内,允许同质磊晶钻石生长于实质上无结晶 缺失之该表面上。 21.如申请专利范围第20项之方法,其中该基材系低 双折射Ia或IIb型之天然钻石,或Ib或IIa之高压/高温 之合成钻石。 22.如申请专利范围第20项之方法,其中该基材系CVD 合成单结晶钻石。 23.如申请专利范围第20至22项中任一项之方法,其 中该发生钻石生长之表面具有低于5103/mm2之与缺 失有关之表面蚀刻破坏密度。 24.如申请专利范围第23项之方法,其中该发生钻石 生长之表面具有低于102/mm2之与缺失有关之表面蚀 刻破坏密度。 25.如申请专利范围第20至22项中任一项之方法,其 中该发生钻石生长之表面系接受电浆蚀刻以使于 钻石生长前该表面之表面损坏达最小。 26.如申请专利范围第25项之方法,其中该电浆蚀刻 系于原位之蚀刻。 27.如申请专利范围第25项之方法,其中该电浆蚀刻 系使用含有氢及氧之蚀刻气体之氧蚀刻。 28.如申请专利范围第27项之方法,其中该氧蚀刻条 件系50至450102Pa之压力,含1至4%之氧含量、最高达 30%之氩含量及余量系氢之蚀刻气体,所有百分率系 以体积计,600至1100℃之基材温度,及3至60分钟之蚀 刻时间。 29.如申请专利范围第25项之方法,其中该电浆蚀刻 系氢蚀刻。 30.如申请专利范围第29项之方法,其中该氢蚀刻条 件系50至450102Pa之压力,含氢及最高达30体积%之氩 之蚀刻气体,600至1100℃之基材温度,及3至60分钟之 蚀刻时间。 31.如申请专利范围第25项之方法,其中该发生钻石 生长之表面接受氧蚀刻及氢蚀刻,每一者系用以使 于钻石生长前该表面之损坏达最小。 32.如申请专利范围第31项之方法,其中该氧蚀刻之 后系氢蚀刻。 33.如申请专利范围第25项之方法,其中于该表面接 受该电浆蚀刻前,该发生钻石生长之表面之表面RA 系少于10毫微米。 34.如申请专利范围第20至22项中任一项之方法,其 中钻石生长系于含有少于100份/十亿之氮之氛围内 发生。 35.如申请专利范围第20至22项中任一项之方法,其 中该发生钻石生长之表面实质上系{100}、{110}、{ 113}或{111}表面。 36.如申请专利范围第20至22项中任一项之方法,其 中该来源气体之解离系使用微波能量而发生。 37.如申请专利范围第25项之方法,其中该电浆蚀刻 为一于原位之蚀刻,且该发生钻石生长之表面具有 一低于5103/mm2之与缺失有关之表面蚀刻破坏密度 。 38.如申请专利范围第37项之方法,其中该发生钻石 生长之表面具有一低于102/mm2之与缺失有关之表面 蚀刻破坏密度。 39.如申请专利范围第31项之方法,其中该氧蚀刻之 后为氢蚀刻,且该氧蚀刻之条件为:50至450102Pa之压 力、含1至4%之氧含量、最高达30%之氩含量、余量 系氢之蚀刻气体(所有百分率系以体积计)、600至 1100℃之基材温度以及3至60分钟之蚀刻时间;而氢 蚀刻之条件为:50至450102Pa之压力、含氢及最高达 30体积%之氩之蚀刻气体、600至1100℃之基材温度以 及3至60分钟之蚀刻时间。 图式简单说明: 第1图:以514nm氩离子雷射激发之于77K记录之切割CVD 合成宝石(1a)之莱曼/光致发光之光谱。 第2图:切割CVD合成宝石(1a)之室温莱曼光谱(514nm之 氩离子雷射激发),其显示1.52cm-1之莱曼线宽度(FWHM) 。 第3图:自切割CVD合成宝石(1a)之二位置于77K时记录 之阴极发光光谱,其显示强烈之235nm自由激发子发 射。 第4图:光学板材(1b)之UV吸收光谱。 第5图:切割CVD合成宝石(1a)上之于室温时取得之X- 谱带(9.5 GHz)EPR光谱,其显示缺乏P1及接近g=2.0028之 弱宽线,其可于高动力时被观察。注意对样品作图 之尺寸系比参考样品者大10000倍。 第6图:以514nm氩离子雷射激发之于77K记录之切割CVD 合成宝石(2a)之莱曼/光致发光之光谱。 第7图:切割CVD合成宝石(2a)之室温莱曼光谱(514nm之 氩离子雷射激发),其显示1.54cm-1之莱曼线宽度(FWHM) 。 第8图:自切割CVD合成宝石(2a)之于77K时记录之CL自 由激发子发射光谱。 第9图:光学板材(2b)之UV/可见光之吸收光谱。 第10图:于室温取得之切割CVD合成宝石(2a)之Bruker X- 谱带(9.5 GHz)EPR光谱,显示缺乏P1及接近g=2.0028之弱 宽线,其可于高动力时被观察。注意此样品之作图 尺寸系比参考样品者大10000倍。 |
