[发明专利]一种金刚石微通道Cu基CVD金刚石热沉片及其制备方法

权利要求书

1.一种金刚石微通道Cu基CVD金刚石热沉片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将纯度为99.99%~99.999%，直径10~20mm的无氧铜线切割成0.5~1mm的铜片作为Cu基底，并对Cu基底表面清洗；

S2、微通孔模板制作，微通孔模板采用与Cu基底同样规格的无氧铜制作，步骤S2具体为：

S201、采用机械冲压打孔、液压打孔、激光打孔或钻机钻孔工艺对无氧铜进行冲压打孔，微通孔的直径为0.3~0.5mm，微通孔的间距2~3mm；微通孔的形状包括圆形、正三角形、正方形、正六边形或正八边形；

S202、使用体积比为0.5%的盐酸溶液对微通孔模板进行轻微腐蚀3~5min，去除氧化膜和微通孔内的加工毛刺；

S203、依次使用丙酮、酒精、去离子水对微通孔模板超声清洗3~5min，去除微通孔模板表面有机物，吹干；

S3、Cu基底表面静电组装纳米金刚石颗粒，提高Cu基底上金刚石的形核密度，纳米金刚石颗粒呈球状，平均粒径2~6nm，具体为：将热处理表面改性后的纳米金刚石粉体分散在去离子水中，超声处理30~50min，形成浓度3.0~7.1 g/ml的纳米金刚石分散溶液，将Cu基底浸入制备的纳米金刚石分散溶液中，超声振荡10~15min；取出Cu基底，放入去离子水中冲洗掉多余的纳米金刚石颗粒，将微通孔模板吹干；

S4、将微通孔模板堆叠Cu基底上，并用夹具固定，采用模板法CVD选择生长金刚石薄膜，CVD金刚石薄膜厚度为0.2~0.3mm，具体为：

CVD选择生长金刚石薄膜前灯丝碳化，在CH4、H2气氛中保持2500℃以上高温，气体总流量为500~600sccm，CH4的百分比为3~5%，反应室气压为4.5~5.0Kpa，充分碳化2~3小时；

安装灯丝，灯丝为螺旋线圈，灯丝直径为0.4~0.6mm，螺旋内径为1~1.5mm，匝数为12~15匝，相邻两匝圈的间距为0.5~1mm；将微通孔模板放置在反应腔体中的钼托上；调整微通孔模板位置，使得微通孔与灯丝对准；抽真空；开启红外测温仪，监测微通孔模板表面的温度；以CH4、H2作为反应气体，在微通孔模板上CVD选择生长金刚石薄膜；

CVD选择生长金刚石薄膜具体为：灯丝温度为2200±100℃，灯丝到Cu基底距离为10±1mm，Cu基体温度为750±50℃，沉积气压为2~3Kpa，生长时间为2~3h，CH4、H2总流量为500~600sccm，CH4的百分比为0.5%~3%；

S5、采用化学机械抛光金刚石薄膜；

S6、Cu基底剥离，沿Cu基底和微通孔模板之间的缝隙将Cu基底撬开去除Cu基底；或将样品在三氯化铁溶液中浸泡30~60s去除Cu基底。