金刚石单晶生长装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及晶体合成技术领域，提供了一种金刚石单晶生长装置及方法。所述装置包括：沉积台和可升降中心柱；所述沉积台上设有沉积台孔，所述可升降中心柱上设有与所述沉积台孔配合的孔柱，所述孔柱设置在所述沉积台孔中。所述装置及方法能够有效地提高金刚石单晶生长质量，解决一次生长不了太厚的问题。

The growth device and method of diamond single crystal

The invention relates to the field of crystal synthesis technology, and provides a diamond crystal growth device and method. The device comprises a sedimentary platform and a lifting center column, and a sedimentary platform is provided with a sedimentary platform hole, and a hole column fitted with the sedimentary platform hole is arranged on the up-down center column, and the hole column is arranged in the sedimentary platform hole. The device and method can effectively improve the quality of diamond crystal growth and solve the problem of not growing too thick at a time.

【技术实现步骤摘要】
金刚石单晶生长装置及方法
本专利技术涉及晶体合成
，具体涉及一种金刚石单晶生长装置及方法。
技术介绍
金刚石单晶具有优异的物理化学性能，在机械、电子、珠宝等领域具有重要的应用价值。为了实现这些应用，必须能够高效地制备出大面积、高厚度、高品质的金刚石单晶。在各种化学气相沉积方法中，微波法以其等离子体功率密度高、无电极放电污染、性能稳定等特性成为制备高品质金刚石单晶的首选方法。然而微波“边缘效应”导致金刚石籽晶边缘吸引等离子体，边缘温度高，生长快，容易生长多晶。为了避免出现上述问题，一般要在基台(如钼片)上加工一个孔，把金刚石籽晶放入孔内，孔的侧壁对金刚石籽晶的边缘进行遮挡，现有技术中在沉积台增加隔热丝和在基片加工方槽的方法来避免金刚石籽晶边缘过热，但是这种结构的主要问题是基片上也会生长金刚石，而且随着生长厚度的增加，加工的方槽边缘由于生长金刚石多晶的横向发育而越来越小，挤占金刚石单晶的生长空间，从而不得不停下来清理，导致金刚石单晶一次生长厚度在1mm以下。现有技术中无法有效地解决金刚石单晶生长质量差、一次生长不了太厚的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种金刚石单晶生长装置及方法，可以解决现有技术中无法有效地保障金刚石单晶生长质量差、一次生长不了太厚的问题。本专利技术实施例提供一种金刚石单晶生长装置，包括：沉积台和可升降中心柱；所述沉积台上设有沉积台孔，所述可升降中心柱上设有与所述沉积台孔配合的孔柱，所述孔柱设置在所述沉积台孔中。可选的，所述金刚石单晶生长装置，还包括：第一传动机构和电机；所述第一传动机构包括涡轮和蜗杆，所述涡轮与所述沉积台连接，所述蜗杆与所述可升降中心柱连接；所述电机的输出轴与涡轮连接，用于驱动所述涡轮。可选的，所述金刚石单晶生长装置，还包括：第二传动机构和旋转手轮；所述第二传动机构包括丝母和丝杠，所述丝母与所述可升降中心柱固定连接，所述丝杠通过轴承与所述丝母连接；所述旋转手轮与所述丝杠连接，用于驱动所述丝杠。可选的，所述沉积台孔与孔柱配合间隙在0.5mm和1.0mm之间；所述沉积台和可升降中心柱的材料为紫铜或者不锈钢。可选的，所述沉积台孔为圆形孔或者方形孔，与所述沉积台孔配合的孔柱为对应的圆形柱或者方形柱。本专利技术实施例提供一种基于上述任一项所述的金刚石单晶生长装置的金刚石单晶生长方法，其特征在于，包括：将金刚石籽晶放置于可升降中心柱的孔柱上，通过采用微波等离子体化学气相沉积法进行金刚石单晶生长；调节所述可升降中心柱，使所述金刚石籽晶上表面与沉积台上表面之间的垂直距离保持在预设范围内。可选的，置于孔柱上的金刚石籽晶与所述沉积台孔的内壁间距在第一阈值和第二阈值之间；所述预设范围内为第三阈值和第四阈值之间。可选的，所述第一阈值为1.0mm；所述第二阈值为1.5mm；所述第三阈值为0.2mm；所述第四阈值为4.5mm。可选的，调节所述可升降中心柱，使所述金刚石籽晶上表面与沉积台上表面之间的垂直距离保持在预设范围内，包括：在金刚石单晶生长时，每隔第一阈值时间将所述可升降中心柱下调，下调距离在第六阈值与第三阈值之间。可选的，在每隔第一阈值时间将所述可升降中心柱下调之前，还包括：根据金刚石单晶生长速率来调整并确定第一阈值时间；其中，第六阈值为0.1mm。本专利技术实施例采用的技术方案与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施例设置沉积台和可升降中心柱，所述可升降中心柱用于上下移动使金刚石单晶可以生长到预设的厚度，所述沉积台上设有沉积台孔，所述可升降中心柱上设有与所述沉积台孔配合的孔柱，所述孔柱的上表面用于放置金刚石籽晶，所述沉积台孔用于抑制金刚石籽晶边缘过热，避免金刚石多晶的产生，有效的保障金刚石单晶的生长空间，所述孔柱套设在所述沉积台孔中，通过调节可升降中心柱配合金刚石单晶的生长，有效地提高了金刚石单晶生长质量，解决了一次生长不了太厚的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的金刚石单晶生长装置截面示意图；图2是本专利技术实施例二提供的金刚石单晶生长方法示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，本专利技术实施例一提供的金刚石单晶生长装置，包括：沉积台101和可升降中心柱102；所述沉积台101上设有沉积台孔103，所述可升降中心柱102上设有与所述沉积台孔103配合的孔柱104，所述孔柱104设置在所述沉积台孔103中。参见图1，本实施例中通过设置沉积台101和可升降中心柱102，所述可升降中心柱102用于上下移动使金刚石单晶可以生长到预设的厚度，所述沉积台101上设有沉积台孔103，所述沉积台孔103的设置可以为一个沉积台孔103也可以为多个沉积台孔103，所述可升降中心柱102上设有与所述沉积台孔103配合的孔柱104，所述孔柱104的上表面用于放置金刚石籽晶，所述沉积台孔103用于抑制金刚石籽晶边缘过热，避免金刚石多晶的产生，有效的保障金刚石单晶的生长空间，所述孔柱104套设在所述沉积台孔103中，通过调节可升降中心柱102配合金刚石单晶的生长，有效地提高了金刚石单晶生长质量，解决了一次生长不了太厚的问题。可选的，所述金刚石单晶生长装置还可以包括：第一传动机构和电机；所述第一传动机构包括涡轮和蜗杆，所述涡轮与所述沉积台101连接，所述蜗杆与所述可升降中心柱102连接；所述电机的输出轴与涡轮连接，用于驱动所述涡轮。本实施例中，金刚石单晶生长装置设置有第一传动机构，所述沉积台101通过第一传动机构与所述可升降中心柱102连接，通过电机控制所述电机的输出轴，所述电机的输出轴与涡轮连接，进而驱动所述涡轮动作，所述涡轮带动所述蜗杆动作，所述涡轮与所述沉积台101连接，所述蜗杆与所述可升降中心柱102连接，用于调节可升降中心柱102的高度，从而实现可升降中心柱102与沉积台101相对距离的变化，配合金刚石单晶生长到预设的厚度。或者，所述金刚石单晶生长装置还可以包括：第二传动机构和旋转手轮；所述第二传动机构包括丝母和丝杠，所述丝母与所述可升降中心柱102固定连接，所述丝杠通过轴承与所述丝母连接；所述旋转手轮与所述丝杠连接，用于驱动所述丝杠。本实施例中，金刚石单晶生长装置设置有丝母、丝杠和旋转手轮，所述可升降中心柱102通过所述丝母与丝杠进行连接，其中，丝杠的上方可以通过轴承与丝母连接，丝杠的下方可以通过轴承与所述旋转手轮连接，通过对旋转手轮进行手动调节，可以实现丝杠的转动，所述丝杠在旋转的过程中，与丝杠配合连接的丝母会产生纵向位移，所述丝母设置在所述沉积台101下方位置，与所述可升降中心柱102固定连接，进而调节可升降中心柱102上下移动，从而实现可升降中心柱102与沉积台101相对距离的变化，配合金刚石单晶生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金刚石单晶生长装置，其特征在于，包括：沉积台和可升降中心柱；所述沉积台上设有沉积台孔，所述可升降中心柱上设有与所述沉积台孔配合的孔柱，所述孔柱设置在所述沉积台孔中。

【技术特征摘要】
1.一种金刚石单晶生长装置，其特征在于，包括：沉积台和可升降中心柱；所述沉积台上设有沉积台孔，所述可升降中心柱上设有与所述沉积台孔配合的孔柱，所述孔柱设置在所述沉积台孔中。2.根据权利要求1所述的金刚石单晶生长装置，其特征在于，还包括：第一传动机构和电机；所述第一传动机构包括涡轮和蜗杆，所述涡轮与所述沉积台连接，所述蜗杆与所述可升降中心柱连接；所述电机的输出轴与涡轮连接，用于驱动所述涡轮。3.根据权利要求1所述的金刚石单晶生长装置，其特征在于，还包括：第二传动机构和旋转手轮；所述第二传动机构包括丝母和丝杠，所述丝母与所述可升降中心柱固定连接，所述丝杠通过轴承与所述丝母连接；所述旋转手轮与所述丝杠连接，用于驱动所述丝杠。4.根据权利要求1所述的金刚石单晶生长装置，其特征在于，所述沉积台孔与孔柱配合间隙在0.5mm和1.0mm之间；所述沉积台和可升降中心柱的材料为紫铜或者不锈钢。5.根据权利要求1-4任一项所述的金刚石单晶生长装置，其特征在于，所述沉积台孔为圆形孔或者方形孔，与所述沉积台孔配合的孔柱为对应的圆形柱或者方形柱。6.一种基于权利要求1-5任一项所述的金刚石单晶生长装...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓晨，姜龙，郭辉，何奇宇，
申请(专利权)人：河北普莱斯曼金刚石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13