申请人:六号元素技术有限公司
摘要: 本发明涉及一种多晶化学气相沉积的(CVD)金刚石晶圆,其包括:最大线性尺寸等于或大于70mm;厚度等于或大于1.3mm;以及在室温(标称的298K)下测量的、多晶CVD金刚石晶圆的至少中心区域上的以下特征中的一个或两个:在10.6μm下吸收系数≤0.2cm-1;和在145GHz下介电损失系数为tanδ≤2×10-4,所述中心区域是圆形的,以多晶CVD金刚石晶圆的中心点为中心,并且具有的直径为多晶CVD金刚石晶圆的最大线性尺寸的至少70%。
主权利要求:1.一种多晶化学气相沉积的(CVD)金刚石晶圆,其包括:最大线性尺寸等于或大于70mm;厚度等于或大于1.3mm;以及在室温(标称的298K)下测量的、多晶CVD金刚石晶圆的至少中心区域上的以下特征中的一个或两个:在10.6μm下吸收系数≤0.2cm-1;和在145GHz下介电损失系数为tanδ≤2×10-4,所述中心区域是圆形的,以多晶CVD金刚石晶圆的中心点为中心,并且具有的直径为多晶CVD金刚石晶圆的最大线性尺寸的至少70%。
2.根据权利要求1所述的多晶CVD金刚石晶圆,其中多晶CVD 金刚石晶圆还包括在至少中心区域上的以下特征中的一个或多个: 在拉伸情况下的多晶CVD金刚石晶圆的成核面的拉伸断裂强度: 在厚度为200至500μm时≥760MPa×n;在厚度为500至750μm时 ≥700MPa×n;在厚度为750至1000μm时≥650MPa×n;在厚度为1000 至1250μm时≥600MPa×n;在厚度为1250至1500μm时≥550MPa×n; 在厚度为1500至1750μm时≥500MPa×n;在厚度为1750至2000μm 时≥450MPa×n;或在厚度≥2000μm时≥400MPa×n,其中乘数n为 1.0,1.1,1.2,1.4,1.6,1.8,或2; 在拉伸情况下的多晶CVD金刚石晶圆的生长面的拉伸断裂强度: 在厚度为200至500μm时≥330MPa×n;在厚度为500至750μm时 ≥300MPa×n;在厚度为750至1000μm时≥275MPa×n;在厚度为1000 至1250μm时≥250MPa×n;在厚度为1250至1500μm时≥225MPa×n; 在厚度为1500至1750μm时≥200MPa×n;在厚度为1750至2000μm 时≥175MPa×n;或在厚度≥2000μm时≥150MPa×n,其中乘数n为 1.0,1.1,1.2,1.4,1.6,1.8,或2; 表面平整度≤5μm,≤4μm,≤3μm,≤2μm,≤1μm,≤0.5μm,≤0.2μm, 或≤0.1μm。
3.根据权利要求1或2所述的多晶CVD金刚石晶圆,其中多晶 CVD金刚石晶圆还包括在至少中心区域上的以下特征中的一个或多 个: 平均黑斑密度不大于1mm-2,0.5mm-2,或0.1mm-2; 黑斑分布使得在任何3mm2的区域中具有不超过4,3,2,或1 个黑斑; 当在范围为2760cm-1至3030cm-1的修正的线性背景下测量时,每 单位厚度的综合吸光度不超过0.20cm-2,0.15cm-2,0.10cm-2,或 0.05cm-2; 导热率不小于1900Wm-1K-1,2000Wm-1K-1,2100Wm-1K-1,或 2200Wm-1K-1; 对于厚度为0.7mm的样本,在10.6μm下,在前向半球中的总的 综合散射不超过1%,0.5%,或0.1%,其中前表面和后表面被抛光到 小于15nm的均方根粗糙度;以及 次级离子质谱仪测量的硅浓度不超过1017cm-3,5×1016cm-3, 1016cm-3,5×1015cm-3,或1015cm-3。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多晶CVD金刚石晶圆, 其中多晶CVD金刚石晶圆包括所述特征中的两个、三个、四个、五 个、六个、七个、八个、九个、十个或全部十一个特征。
5.根据前述权利要求中任一项所述的多晶CVD金刚石晶圆,其 中最大线性尺寸等于或大于80mm,90mm,100mm,110mm,120mm, 125mm,130mm,135mm,或140mm。
6.根据前述权利要求中任一项所述的多晶CVD金刚石晶圆,其 中所述中心区域的直径为所述最大线性尺寸的至少75%,80%,85%, 90%,95%,或99%。
7.根据前述权利要求中任一项所述的多晶CVD金刚石晶圆,其 中多晶CVD金刚石晶圆包括等于或大于70mm,80mm,90mm, 100mm,110mm,或120mm的至少两个正交的线性尺寸。
8.根据前述权利要求中任一项所述的多晶CVD金刚石晶圆,其 中所述厚度等于或大于1.5mm,1.7mm,1.8mm,1.9mm,2.0mm, 2.2mm,2.5mm,2.75mm,或3.0mm。
9.根据前述权利要求中任一项所述的多晶CVD金刚石晶圆,其 中在室温下测量的吸收系数在10.6μm下为≤0.1cm-1或≤0.05cm-1。
10.根据前述权利要求中任一项所述的多晶CVD金刚石晶圆, 其中在室温下测量的介电损失系数tanδ在145GHz下为≤10-4,≤5× 10-5,≤10-5,≤5×10-6,或≤10-6。
11.根据前述权利要求中任一项所述的多晶CVD金刚石晶圆, 其中多晶CVD金刚石晶圆具有氧封端的表面。
12.根据前述权利要求中任一项所述的多晶CVD金刚石晶圆, 其中多晶CVD金刚石晶圆的表面粗糙度不超过200nm,150nm, 100nm,80nm,60nm,或40nm。
13.根据前述权利要求中任一项所述的多晶CVD金刚石晶圆, 其中在多晶CVD金刚石晶圆的表面中或表面上形成有抗反射的或衍 射的结构。
14.根据前述权利要求中任一项所述的多晶CVD金刚石晶圆, 其中晶圆为透镜的形式,并且其中所述透镜的至少最厚部分的厚度等 于或大于1.3mm,1.5mm,1.7mm,1.8mm,1.9mm,2.0mm,2.2mm, 2.5mm,2.75mm,或3.0mm。
15.根据权利要求14所述的多晶CVD金刚石晶圆,其中所述透 镜为单凸透镜或双凸透镜。