金刚石圆片径向生长装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及晶体合成技术领域，尤指一种金刚石圆片径向生长装置，包括升降式旋转支架和晶圆夹持单元，升降式旋转支架包括升降杆装置和至少两组平行设置的旋转轴，旋转轴安装在升降杆装置的顶端；晶圆夹持单元用于将多片金刚石圆片同轴夹持成圆柱状，晶圆夹持单元放置在两个旋转轴之间。本实用新型专利技术的装置通过晶圆夹持单元夹持多片金刚石圆片，其中外面的两片作为配片用于保护夹在中间的金刚石圆片的底面，使得中间的金刚石圆片只在侧面外延生长，在长周期的生长过程中能很好地保持金刚石圆片的圆度及厚度。圆片的圆度及厚度。圆片的圆度及厚度。

【技术实现步骤摘要】
金刚石圆片径向生长装置


[0001]本技术涉及晶体合成
，尤指一种金刚石圆片径向生长装置。

技术介绍

[0002]单晶金刚石具有优异的物理化学性能，尤其是在光学窗口、散热以及电子器件等领域具有重要的应用价值。为了拓展这些应用，需要制备出大面积金刚石片。
[0003]在各种金刚石制备方法中，微波等离子体化学气相沉积法以其等离子体功率密度高、无电极放电污染和性能稳定等特性成为制备高品质金刚石的首选方法。当前方法生产大面积单晶金刚石的工艺过程中，普遍采用将金刚石籽晶固定在沉积台上，采用马赛克拼接，通过冷却沉积台对籽晶进行温度控制，在籽晶向着等离子体的一面进行单向生长，然后采用离子注入将单晶一层层剥离。由于马赛克拼接需要选取晶向一致的籽晶，拼接难度大，长大后要复制晶种还要采用离子注入剥离，设备昂贵，剥离难度大。
[0004]现有技术中也有公开了一种大直径金刚石片的制备方法，但该方法在连续长周期的生长过程中控制金刚石圆片的圆度及厚度上有难度。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本技术提供一种金刚石圆片径向生长装置，可以直接生长出大直径金刚石圆片，而且在长周期的生长过程中能很好地保持金刚石圆片的圆度及厚度。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是提供一种金刚石圆片径向生长装置，包括升降式旋转支架和晶圆夹持单元，所述升降式旋转支架包括升降杆装置和至少两组平行设置的旋转轴，所述旋转轴安装在所述升降杆装置的顶端；所述晶圆夹持单元用于将多片金刚石圆片同轴夹持成圆柱状，所述晶圆夹持单元放置在两个旋转轴之间。
[0007]作为一种优选方案，所述旋转轴的内部装设水冷套。
[0008]作为一种优选方案，所述升降式旋转支架还包括横架和安装在所述横架上的旋转驱动组件，所述横架垂直安装在所述升降杆装置的顶端，所述旋转轴沿所述横架延伸方向均匀布设，所述旋转驱动组件与所述旋转轴驱动连接。
[0009]作为一种优选方案，所述升降式旋转支架还包括距离调整组件，所述距离调整组件安装在所述横架上，并可在所述横架上移动；所述旋转驱动组件安装在所述距离调整组件上。
[0010]作为一种优选方案，所述距离调整组件为电动调整组件，所述电动调整组件包括安装于所述横架的导轨、安装在所述导轨上的若干个滑块、传动杆和步进电机；所述传动杆一端与所述滑块连接，其另一端与所述步进电机的输出轴相连；所述旋转驱动组件安装在所述滑块上。
[0011]作为一种优选方案，所述晶圆夹持单元包括螺栓和螺母，所述螺栓将多片金刚石圆片同轴穿起，并通过螺母将金刚石圆片夹持锁紧；装有金刚石圆片的螺栓放置在两个旋
转轴之间，并与旋转轴同轴设置。
[0012]作为一种优选方案，所述晶圆夹持单元还包括弹簧，所述弹簧与金刚石圆片穿设于所述螺栓中，并通过螺母夹持锁紧。
[0013]作为一种优选方案，所述晶圆夹持单元包括螺栓、U型夹持臂和用于将多片金刚石圆片同轴重叠夹持的夹头，所述夹头的两端分别与所述U型夹持臂上端开口两侧连接，所述U型夹持臂与所述螺栓螺纹连接；装有金刚石圆片的夹头放置在两个旋转轴之间，并与旋转轴同轴设置。
[0014]作为一种优选方案，所述U型支持臂包括第一支臂和第二支臂，所述第一支臂的下端设有限位柱，所述第二支臂的下端设有可供所述限位柱插入的限位孔，所述螺栓伸入该限位孔内与所述限位柱螺纹连接。
[0015]作为一种优选方案，所述晶圆夹持单元还包括弹簧，所述弹簧与金刚石圆片穿设于所述螺栓中，并通过螺母夹持锁紧，所述弹簧穿设于所述螺栓中，并与所述第二支臂相抵。
[0016]本技术的有益效果在于：
[0017]本技术的装置通过晶圆夹持单元夹持多片金刚石圆片，其中外面的两片作为配片用于保护夹在中间的金刚石圆片的底面，使得中间的金刚石圆片只在侧面外延生长；再配合升降式旋转支架上旋转轴的摩擦驱动，起到外圆磨的作用，使得金刚石圆片侧面在生长过程中保持圆滑。
[0018]除此之外，可以同时设置多个旋转轴和多个晶圆夹持单元，夹持多片金刚石圆片进行批量生长。
附图说明
[0019]图1是本技术的金刚石圆片径向生长装置的第一实施例的结构示意图。
[0020]图2是图1中的晶圆夹持单元的结构示意图。
[0021]图3是本技术的金刚石圆片径向生长装置的第二实施例的结构示意图。
[0022]图4是图3中的晶圆夹持单元的结构示意图。
[0023]附图标号说明：10、10a
‑
升降式旋转支架；11、11a
‑
升降杆装置；12、12a
‑ꢀ
横架；13、13a
‑
旋转轴；20、20a
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晶圆夹持单元；21、21a
‑
螺栓；22
‑
螺母；23、23a
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弹簧；24
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夹头；25
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第一支臂；26
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第二支臂；27
‑
限位柱；28
‑
轴承座；30、 30a
‑
金刚石圆片。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0025]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第
一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可是一体式连接，也可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0027]请参阅图1所示，为本技术关于一种金刚石圆片径向生长装置的第一实施例，该金刚石圆片径向生长装置包括升降式旋转支架10和晶圆夹持单元20，升降式旋转支架10包括升降杆装置11和至少两组平行设置的旋转轴13，旋转轴13安装在升降杆装置11的顶端；晶圆夹持单元20用于将多片金刚石圆片30同轴夹持成圆柱状，晶圆夹持单元20放置在两个旋转轴13之间。
[0028]本技术的装置通过晶圆夹持单元20夹持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石圆片径向生长装置，其特征在于：包括升降式旋转支架和晶圆夹持单元，所述升降式旋转支架包括升降杆装置和至少两组平行设置的旋转轴，所述旋转轴安装在所述升降杆装置的顶端；所述晶圆夹持单元用于将多片金刚石圆片同轴夹持成圆柱状，所述晶圆夹持单元放置在两个旋转轴之间。2.根据权利要求1所述的金刚石圆片径向生长装置，其特征在于：所述旋转轴的内部装设水冷套。3.根据权利要求1所述的金刚石圆片径向生长装置，其特征在于：所述升降式旋转支架还包括横架和安装在所述横架上的旋转驱动组件，所述横架垂直安装在所述升降杆装置的顶端，所述旋转轴沿所述横架延伸方向均匀布设，所述旋转驱动组件与所述旋转轴驱动连接。4.根据权利要求3所述的金刚石圆片径向生长装置，其特征在于：所述升降式旋转支架还包括距离调整组件，所述距离调整组件安装在所述横架上，并可在所述横架上移动；所述旋转驱动组件安装在所述距离调整组件上。5.根据权利要求4所述的金刚石圆片径向生长装置，其特征在于：所述距离调整组件为电动调整组件，所述电动调整组件包括安装于所述横架的导轨、安装在所述导轨上的若干个滑块、传动杆和步进电机；所述传动杆一端与所述滑块连接，其另一端与所述步进电机的输出轴相连；所述旋转驱动组件安装在所述滑块上。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠强，陶仁春，王琦，张国义，王新强，
申请(专利权)人：北京大学东莞光电研究院，
类型：新型
国别省市：