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　　申请号：201580005770.8
　　申请人：II-VI有限公司
　　发明人：W-Q·许 埃尔金·E·伊斯勒 C·刘 查尓斯·D·坦纳 查尓斯·J·克莱辛格尔 迈克尔·阿格哈亚尼安

　　摘要：多层基板包括在复合层上CVD生长的金刚石层。该复合层包括金刚石和碳化硅与任选的硅的颗粒。该复合层中的金刚石的载荷水平(按体积计)可为≥5％、≥20％、≥40％、或≥60％。该多层基板能够用作光学器件；用于检测辐射粒子或电磁波的检测器；用于切割、钻孔、机械加工、碾磨、研磨、抛光、涂布、粘结、或钎焊的装置；制动装置；密封条；导热体；电磁波导体；在升高的温度下或在低温条件下用于腐蚀性环境、强氧化性环境、或强还原性环境的化学惰性装置；或用于抛光或平坦化其它器件、晶圆或膜的装置。 　　主权利要求：1.一种多层基板，包括：包含金刚石颗粒和碳化硅颗粒的复合层；以及位于所述复合层上的化学气相沉积(CVD)生长的金刚石层，其中所述金刚石层的金刚石通过CVD生长于构成所述复合层的所述金刚石颗粒和/或所述碳化硅颗粒的晶体表面上。
　　2.根据权利要求1所述的多层基板，其中所述金刚石层包含多晶金刚石。
　　3.根据权利要求1所述的多层基板，其中所述复合层进一步包含硅颗粒。
　　4.根据权利要求1所述的多层基板，其中所述金刚石层为以下之一：未掺杂；掺杂了n型元素或化合物；掺杂了p型元素或化合物；或掺杂了硼。
　　5.根据权利要求1所述的多层基板，其中所述金刚石层被图案化或被选择性刻蚀。
　　6.根据权利要求1所述的多层基板，其中所述复合层中的所述金刚石颗粒在所述复合 层中具有介于0％至100％之间的浓度梯度。
　　7.根据权利要求1所述的多层基板，其中所述复合层中的金刚石颗粒的载荷水平(按体 积计)为以下之一：≥5％；≥20％；≥40％；或≥60％。
　　8.根据权利要求1所述的多层基板，其中所述金刚石层的厚度为以下之一：介于10-9米至10-6米之间；介于5×10-6米至20×10-3米之间；介于500×10-6米至10×10-3米之间；介于1×10-6米至5×10-3米之间；介于3×10-6米至3×10-3米之间；介于50×10-6米至50×10-2米之间；介于100×10-6米至10×10-2米之间；介于200×10-6米至5×10-2米之间；或介于500×10-6米至2×10-2米之间。
　　9.根据权利要求1所述的多层基板，其中所述多层基板的厚度为以下之一：≥200×10-6米；≥20×10-3米；≥40×10-3米；或≥75×10-3米；≥50×10-6米；≥500×10-6米；或≥1×10-3米。
　　10.根据权利要求1所述的多层基板，其中所述多层基板具有以下形状之一或以下形状 中的两种或两种以上的组合：圆形；正方形；矩形；多边形；椭圆形；曲线形；球形；非球形；圆柱形；锥形；凹形；或凸形。
　　11.根据权利要求1所述的多层基板，其中所述金刚石层的表面经过生长或抛光至所需 的粗糙度和平整度值。
　　12.根据权利要求1所述的多层基板，被构造为用作以下之一：光学器件；用于检测高能量辐射粒子的检测器；用于检测电磁波的检测器；用于切割、钻孔、机械加工、碾磨、研磨、抛光、涂布、粘结、或钎焊的装置；制动装置；密封件；导热体；电磁波传导器件；化学惰性装置，其被构造在高温或在低温条件下用于高腐蚀性环境、强氧化性环境、或 强还原性环境中；或用于半导体器件、晶圆或膜，光学器件、晶圆或膜，和或电子器件、晶圆或膜的抛光或平 坦化的装置。
　　13.根据权利要求12所述的多层基板，其中所述光学器件为平面光学镜或非平面光学 镜。
　　14.根据权利要求13所述的多层基板，其中所述平面光学镜是反射镜或透镜。
　　15.根据权利要求13所述的多层基板，其中所述非平面光学镜呈球形、非球形、圆锥形、 或圆柱形。
　　16.根据权利要求12所述的多层基板，其中所述光学器件包括用于管理电磁波的光学 涂层。
　　17.一种形成权利要求1所述的多层基板的方法，包括：(a)形成包含金刚石和碳化硅的复合层；(b)将所述复合层置于反应器的基板支架上；以及(c)在置于所述反应器的所述基板支架上的所述复合层上生长金刚石层，其中所述金 刚石层的金刚石直接生长在构成所述复合层的所述金刚石颗粒的晶体表面上。
　　18.根据权利要求17所述的方法，其中所述复合层还包含硅。
　　19.根据权利要求17所述的方法，其中步骤(c)包括通过化学气相沉积在所述复合层上 生长所述金刚石层。
　　20.根据权利要求17所述的方法，其中步骤(a)还包括对所述复合层进行机械加工、研 磨、抛光、切割、或钻孔。
　　21.一种多层基板，包括：包含金刚石颗粒和碳化硅颗粒的复合层；以及位于所述复合 层上的化学气相沉积(CVD)生长的金刚石层，其中所述金刚石层的金刚石通过CVD生长于构 成所述复合层的所述金刚石颗粒和/或所述碳化硅颗粒的晶体表面上。
　　22.根据权利要求21所述的多层基板，其中所述金刚石层包含多晶金刚石。
　　23.根据权利要求21或22所述的多层基板，其中所述复合层进一步包含硅颗粒。
　　24.根据权利要求21至23中任一项所述的多层基板，其中所述金刚石层为以下之一：未 掺杂；掺杂了n型元素或化合物；掺杂了p型元素或化合物；或掺杂了硼。
　　25.根据权利要求21至24中任一项所述的多层基板，其中所述金刚石层被图案化或被 选择性刻蚀。
　　26.根据权利要求21至25中任一项所述的多层基板，其中所述复合层中的所述金刚石 颗粒在所述复合层中具有介于0％至100％之间的浓度梯度。
　　27.根据权利要求21至26中任一项所述的多层基板，其中所述复合层中的金刚石颗粒 的载荷水平(按体积计)为以下之一：≥5％；≥20％；≥40％；或≥60％。
　　28.根据权利要求21至27中任一项所述的多层基板，其中所述金刚石层的厚度为以下 之一：介于10-9米至10-6米之间；介于5×10-6米至20×10-3米之间；介于500×10-6米至10× 10-3米之间；介于1×10-6米至5×10-3米之间；介于3×10-6米至3×10-3米之间；介于50×10-6 米至50×10-2米之间；介于100×10-6米至10×10-2米之间；介于200×10-6米至5×10-2米之 间；或介于500×10-6米至2×10-2米之间。
　　29.根据权利要求21至28中任一项所述的多层基板，其中所述多层基板的厚度为以下 之一：≥200×10-6米；≥20×10-3米；≥40×10-3米；≥75×10-3米；≥50×10-6米；≥500×10-6米；或≥1×10-3米。
　　30.根据权利要求21至29中任一项所述的多层基板，其中所述多层基板具有以下形状 之一或以下形状中的两个或两个以上的组合：圆形、正方形、矩形、多边形、椭圆形、曲线形、 球形、非球形、圆柱形、锥形、凹形、或凸形。
　　31.根据权利要求21至30中任一项所述的多层基板，其中所述金刚石层的表面经过生 长或抛光至所需的粗糙度和平整度值。
　　32.根据权利要求21至31中任一项所述的多层基板，被构造以用作以下之一：光学器 件；用于检测高能量辐射粒子的检测器；用于检测电磁波的检测器；用于切割、钻孔、机械加 工、碾磨、研磨、抛光、涂布、粘结、或钎焊的装置；制动装置；密封件；导热体；电磁波传导器 件；化学惰性装置，其被构造在高温或在低温条件下用于高腐蚀性环境、强氧化性环境、或 强还原性环境中；或用于半导体器件、晶圆或膜，光学器件、晶圆或膜，和或电子器件、晶圆 或膜的抛光或平坦化的装置。
　　33.根据权利要求21至32中任一项所述的多层基板，其中所述光学器件为平面光学镜 或非平面光学镜。
　　34.根据权利要求21至33中任一项所述的多层基板，其中所述平面光学镜是反射镜或 透镜。
　　35.根据权利要求21至34中任一项所述的多层基板，其中所述非平面光学镜呈球形、非 球形、圆锥形、或圆柱形。
　　36.根据权利要求21至35中任一项所述的多层基板，其中所述光学器件包括用于管理 电磁波的光学涂层。
　　37.一种形成权利要求21至36中任一项所述的多层基板的方法，包括：(a)形成包含金刚石和碳化硅的复合层；(b)将所述复合层置于反应器的基板支架上；以及(c)在置于所述反应器的所述基板支架上的所述复合层上生长金刚石层，其中所述金 刚石层的金刚石直接生长在构成所述复合层的所述金刚石颗粒的晶体表面上。
　　38.根据权利要求21至37中任一项所述的方法，其中所述复合层还包含硅。
　　39.根据权利要求21至38中任一项所述的方法，其中步骤(c)包括通过化学气相沉积在 所述复合层上生长所述金刚石层。
　　40.根据权利要求21至39中任一项所述的方法，其中步骤(a)还包括对所述复合层进行 机械加工、研磨、抛光、切割、或钻孔。