(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211027028.5 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 朱嘉琦　文东岳　李一村　代兵　 郝晓斌　赵继文　张森　刘本建　 (74)专利代理 机构 哈尔滨华夏松花江知识产权 代理有限公司 23213 专利代理师 侯静 (51)Int.Cl. B81C 1/00(2006.01) H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种金刚石微 流道的制备方法 (57)摘要 一种金刚石微流道的制备方法， 本发 明的目 的是为了解决金刚石微流道加工困难， 封闭微流 道引入其余材料进行键合， 密封性不好的问题。 制备方法： 一、 金刚石预处理； 二、 按照微流道图 案进行光刻； 三、 采用磁控溅射工艺在金刚石表 面镀铁膜； 四、 金属催化等离子体刻蚀； 五、 控制 生长舱内甲烷体积含量为8％～10％， 调整输入 微波功率和反应舱气压， 控制生长温度为950～ 980℃， 使 微流道横向生长； 六、 残余金属清 洗。 本 发明金刚石微流道的制备方法中金属催化等离 子体刻蚀工艺简单， 刻蚀速度快， 能够一次性同 时刻蚀多条通道， 对金刚石不产生烧蚀作用， 金 刚石原位横向生长闭合微流道， 无需引入其余材 料进行键合， 密封性更好。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115367695 A 2022.11.22 CN 115367695 A 1.金刚石微 流道的制备 方法， 其特 征在于该制备 方法按照以下步骤实现： 一、 金刚石预处 理： 对金刚石进行激光切割和摩擦机械抛光， 通过浓硫酸与浓硝 酸的混合溶液进行高温酸 洗， 再经过超声清洗， 得到预处 理后的金刚石； 二、 光刻： 在预处理后的金刚石表面均匀涂抹光刻胶， 加热固化后放入光刻机， 按照微流道图案 进行光刻， 经 过显影液和去离 子水浸泡， 得到光刻后的金刚石； 三、 镀铁膜： 将光刻后的金刚石放入真空等离子清洗机中氧气表面处理， 然后采用磁控溅射工艺， 在金刚石表面镀铁膜， 镀膜完成后， 放入去胶液中浸泡去除残余光刻胶， 得到镀有铁膜的金 刚石； 四、 金属催化 等离子体刻蚀： 将镀有铁膜的金刚石放入CVD生长舱内， 抽真空， 通入300～500sccm氢气和3～5sccm氧 气， 气压达到10～15mbar时， 调节微波功率形成等离子体， 随后升高气压至200～220mbar， 功率3000～3200W， 衬底温度900～920℃， 进行金属催化氢氧等离子体刻蚀， 得到带有微流 道的金刚石； 五、 原位横向生长： 停止氧气通入， 控制生长舱内甲烷体积含量为8％～10％， 控制生长温度为950～980 ℃， 使微流道横向生长， 得到微 流道闭合的金刚石； 六、 残余金属清洗： 将微流道闭合的金刚石依次通过稀盐酸和稀硝酸超声清洗， 得到带有微流道的金刚 石。 2.根据权利要求1所述的金刚石微流道的制备方法， 其特征在于步骤一中抛光至金刚 石表面粗糙度Ra值小于10nm。 3.根据权利要求1所述的金刚石微流道的制备方法， 其特征在于步骤一中混合溶液中 浓硫酸与浓硝酸的体积比为1： 1。 4.根据权利要求1所述的金刚石微流道的制备方法， 其特征在于步骤一中超声清洗依 次采用丙酮、 去离 子水和酒精进行超声清洗， 每次清洗时间为10～15mi n。 5.根据权利要求1所述的金刚石微流道的制备方法， 其特征在于步骤二中加热固化是 在加热台上以90℃加热固化。 6.根据权利要求1所述的金刚石微流道的制备方法， 其特征在于步骤三中磁控溅射工 艺中采用铁靶， 控制气压为0.4～0.6Pa， 以5 0～70W功率进行 溅射。 7.根据权利要求6所述的金刚石微流道的制备方法， 其特征在于步骤三中铁膜的厚度 为150～200 μm。 8.根据权利要求1所述的金刚石微流道的制备方法， 其特征在于步骤四中控制气压为 200mbar， 功率3 000W， 衬底温度为90 0℃， 进行 金属催化氢 氧等离子体刻蚀3～5 h。 9.根据权利要求1所述的金刚石微流道的制备方法， 其特征在于步骤四中微流道的宽 度为150～500 μm。 10.根据权利要求1所述的金刚石微流道的制备方法， 其特征在于步骤六中稀盐酸的质权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115367695 A 2量浓度为5％～10％， 稀硝酸的质量浓度为5％～10％。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115367695 A 3