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龙图腾网获悉北京科技大学申请的专利一种单晶与多晶金刚石同步沉积的方法和装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119020860B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411042771.7，技术领域涉及：C30B29/04；该发明授权一种单晶与多晶金刚石同步沉积的方法和装置是由李成明;杨鏊;刘宇晨;郭之健;陈良贤;魏俊俊;刘金龙;张建军;欧阳晓平设计研发完成，并于2024-07-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种单晶与多晶金刚石同步沉积的方法和装置在说明书摘要公布了：一种单晶与多晶共同沉积的方法和装置，属于微波等离子体化学气相沉积单晶金刚石技术领域。本发明通过偏压的施加引导等离子体中的离子轰击金刚石表面，提高轰击效率和离子利用率增强表面原子迁移能力，消除单晶边缘生长的多晶以及多晶晶体表面缺陷和石墨相，氩气的加入提高等离子体基团离化率并且扩大等离子体球范围，提高可沉积多晶金刚石面积。本发明设计了一种沉积台结构，在MPCVD沉积高质量单晶金刚石同时在边缘沉积多晶金刚石，通过散热槽道和电阻丝加热效果调控衬底边缘多晶衬底温度，达到单晶与多晶金刚石共同沉积的效果，提高沉积效率，获得高质量电子级金刚石单晶与多晶金刚石膜，为金刚石半导体与多晶金刚石散热应用提供基础材料。

本发明授权一种单晶与多晶金刚石同步沉积的方法和装置在权利要求书中公布了：1.一种单晶与多晶金刚石共沉积的方法，其特征在于，MPCVD衬底台中心区域放置单晶生长衬底，外侧边缘区域放置环状多晶衬底；生长过程中利用单晶与多晶生长机制不同的原理，单晶金刚石为表面碳原子移动形成的台阶流生长，多晶金刚石为多个单晶在表面形成的柱状晶竞争生长；两者所需要的微波等离子体中含碳基团浓度不同，因此等离子体中心区域的单晶金刚石可以和边缘区域的多晶金刚石共同沉积； 所述衬底台选用调控边缘多晶衬底温度的两种结构设置；衬底台结构中心区域用于放置单晶金刚石籽晶，外侧区域用于放置硅环以沉积多晶金刚石，通过调控多晶沉积区域下方用于散热的槽道区域来保证硅环温度为多晶金刚石沉积的适宜温度；在沉积过程中加入氧气提高沉积晶体质量，并且通过周期性地向衬底施加偏压氧气刻蚀减少多晶沉积中的石墨相和单晶沉积中的边缘多晶的产生；通过调整多晶衬底下方散热槽宽度，调整多晶下方电阻丝加热功率将多晶衬底表面温度设置为金刚石适宜的生长温度，达到单晶多晶共沉积的目的； 共沉积为多晶与单晶共同沉积的钼托结构，中心单晶衬底与边缘环状多晶衬底共同设置，通过电阻丝及钼托散热结构，结合氧气及偏压电源循环刻蚀的生长方法；使用氩气作辅助气体，周期性通入氧气刻蚀，衬底辅助施加负偏压的方式，具体步骤如下： 步骤一、使用硫酸与硝酸的混合溶液和丙酮先后清洗单晶金刚石衬底；使用粒径为4-6微米的金刚石颗粒研磨硅环衬底表面8-12分钟至其表面布满微小划痕； 步骤二、在步骤一中的单晶金刚石和硅环衬底放入MPCVD设备中通入H2O2等离子体刻蚀表面缺陷； 步骤三、在步骤二完成后通过调整MPCVD设备腔压与功率至单晶金刚石衬底表面达到820-1000°C的生长温度； 步骤四、在步骤三完成后通过调整钼托外环电阻丝功率将边缘的硅衬底温度加热至多晶金刚石850-1100°C的生长温度，通入甲烷、氩气开始生长； 步骤五、在步骤四完成后打开衬底台连接的偏压电源，设定偏压电源输出电压，持续向衬底表面施加负偏压； 步骤六、在步骤五完成后的单晶多晶生长过程中以43-47小时为一周期，向腔室内通入一定量1%的氧气刻蚀。

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