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龙图腾网获悉南京大学申请的专利一种有效实现金刚石中硅掺杂的设备与方法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：CN116463609B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-06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：202310328517.2，技术领域涉及：C23C16/27；该发明授权一种有效实现金刚石中硅掺杂的设备与方法是由顾书林;杨凯;刘松民;汤琨;朱顺明;叶建东;段晶晶;滕妍;黄颖蒙;赵伟康设计研发完成，并于2023-03-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种有效实现金刚石中硅掺杂的设备与方法在说明书摘要公布了：一种有效实现金刚石中硅掺杂的设备，采用MPCVD系统，包括气体控制模块、微波模块和包括反应腔室的反应沉积模块；所述的反应沉积模块，包括石英窗、反应腔室、样品台和样品托，微波通过石英窗进入反应腔室，样品托置于样品台上在反应腔中；所述的样品托呈圆柱体状，样品托周围有进气环用于气体从下方进入，带孔样品托中心有直径为2mm的通孔，用于从下方进气，样品托通孔周围有倾斜面，倾斜面与水平面具有0‑90°的不同夹角，改变衬底的角度，进行不同角度沉积生长；由腔室下方通过样品托通孔通入甲烷和氮气，温度在760‑780℃之间，制备出具有梯度分布的氮硅掺杂金刚石薄膜。

本发明授权一种有效实现金刚石中硅掺杂的设备与方法在权利要求书中公布了：1.一种有效实现金刚石中硅掺杂的方法，其特征在于，基于如下设备，采用MPCVD系统,包括气体控制模块、微波模块和包括反应腔室的反应沉积模块； 所述的气体控制模块由流量控制器和真空泵组成，流量控制器控制进气口流量以及进气种类，进气方式有上进气，和上下进气结构两种；真空泵用于保持反应腔内处于高真空状态； 所述的上进气和上下进气结构：腔室上方和腔室下方都有进气口，上方进气口位于反应腔室顶部，下方进气口位于反应腔室内样品台中心，上进气状态下所有气体都从上方通入，下进气状态下一部分气体从上方进气口通入，一部分气体从下方进气口通入； 所述的微波模块由微波源、波导管、模式转换天线组成，微波源用于形成反应所需的微波，波导管用于微波传导将微波引入反应腔室，模式转换天线用于将微波源产生的TM模式的微波转换为沉积反应所需的TE模式微波； 所述的反应沉积模块，包括石英窗、反应腔室、样品台和样品托，微波通过石英窗进入反应腔室，样品托置于样品台上在反应腔中； 所述的样品托呈圆柱体状，样品托周围有进气环用于气体从下方进入，带孔样品托中心有直径为2mm的通孔，用于从下方进气，样品托通孔周围有倾斜面，倾斜面与水平面具有0-90°的不同夹角，改变衬底的角度，进行不同角度沉积生长；通过调节微波源的电压控制微波功率和衬底温度，通过角阀控制进气量用以控制腔室压力； 并通过如下步骤进行： 1首先对金刚石衬底进行预处理，预处理条件：先将金刚石衬底放入浓硝酸和浓硫酸混合溶液中，浓硫酸和浓硝酸比例为1：1，之后置于加热台上在290℃下加热30分钟，取出在丙酮溶液中浸泡超声15分钟，再在乙醇溶液中浸泡超声15分钟，最后在去离子水中超声15分钟去，取出用氮气吹干； 2对金刚石衬底进行等离子体刻蚀处理：金刚石衬底采用步骤1条件进行预处理完毕后放置到样品托上，然后将样品托放入反应腔中的样品台上进行等离子体刻蚀处理，其中等离子体刻蚀的具体条件为：氢气流量500±100sccm，微波功率在1800-2200W之间，刻蚀温度在550-600℃之间，反应气压在10000-12000Pa之间，刻蚀时间10-30分钟； 3制备掺杂金刚石薄膜生长条件：在等离子体刻蚀处理结束后维持氢气流量不变，增加微波功率至2400W±200W，温度为700-800℃，压强为13000-14000Pa,样品托为20-90°的倾斜面，此时由腔室下方通过样品托通孔通入10±3sccm甲烷和1-3sccm氮气，调节角阀维持压强在13000-14000Pa，温度在760-780℃之间，沉积时间为30分钟以上，最后制备出具有梯度分布的氮硅掺杂金刚石薄膜。

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