一种用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座，包括基片台、第一基座主体、第二基座主体和衬底，所述基片台上设置有第一基座主体，且第一基座主体顶面开设有第一凹槽，所述第一凹槽上安装有第二基座主体，且第二基座主体顶面开设有第二凹槽，所述第二基座主体底面设置有第二凹坑。该用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座，通过环形阶梯来分担生长金刚石时第二基座主体及衬底受到的边缘效应，提高金刚石膜厚均匀性，同时通过第一基座主体作为温度缓冲，有利于第二基座主体锁住热量，降低温度流失，提高第二基座主体的温度均匀性以及降低了衬底顶部与底部的温差，间接提高了金刚石膜厚均匀性和降低了金刚石生长产生的应力。了金刚石生长产生的应力。了金刚石生长产生的应力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座


[0001]本技术涉及矿物合成
，具体为一种用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座。

技术介绍

[0002]金刚石是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，也是常见的钻石原身，是自然界中天然存在的最坚硬的物质，而随着科技的不断进步，可以通过微波等离子体化学气相沉积的方式生长人造金刚石，其中放置衬底的基座是一个非常重要的部件及影响因素。衬底基座的形状、结构会直接影响金刚石生长的温度均匀性，金刚石的生长质量等。所以制备高质量的金刚石生长产品必然要对衬底基座结构对金刚石生长的影响进行充分的研究。
[0003]但是现有技术中的衬底基座由于技术的相对不完善，已经无法满足人们的需求了，现有技术中的金刚石生长的钼托均为单层钼托或组合式单层钼托。金刚石生长时，钼托放置基片台上，基片台内通冷却水维持恒定的低温：钼托底部散热环，虽保证了钼托的温度均匀性，但也造成钼托及衬底热量流失。而钼托及衬底的热量流失，会造成衬底顶部与底部形成较大的温差；会使生长的金刚石产生较大的内应力，导致金刚石薄膜裂片。所以我们提出了一种用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座，以便于解决上述中提出的问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座，以解决上述
技术介绍
提出的金刚石生长时，钼托放置基片台上，基片台内通冷却水维持恒定的低温：钼托底部散热环，虽保证了钼托的温度均匀性，但也造成钼托及衬底热量流失。而钼托及衬底的热量流失，会造成衬底顶部与底部形成较大的温差；会使生长的金刚石产生较大的内应力，导致金刚石薄膜裂片的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座，包括基片台、第一基座主体、第二基座主体和衬底，所述基片台上设置有第一基座主体，且第一基座主体顶面开设有第一凹槽，所述第一基座主体侧面开设有环形阶梯，所述第一基座主体底面开设有第一凹坑，且第一凹坑的形状呈环形，所述第一凹槽上安装有第二基座主体，且第二基座主体顶面开设有第二凹槽，所述第二基座主体底面设置有第二凹坑，所述第二凹槽上安装有衬底。
[0006]优选的，所述第一凹槽的开设密度大于第二凹坑的开设密度，且第一凹槽的开设尺寸依次向内变小。
[0007]优选的，所述第一基座主体的中轴线与第二基座主体的中轴线均在同一竖直线上。
[0008]优选的，所述第二基座主体在第一凹槽上的安装方式为嵌入式安装。
[0009]优选的，所述第二基座主体与第一凹槽的底面之间呈贴合连接。
[0010]与现有技术相比，本技术的有益效果是：该用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座：
[0011](1)设置有环形阶梯，通过环形阶梯来分担生长金刚石时第二基座主体及衬底受到边缘效应，提高金刚石膜厚均匀性，同时通过第一基座主体作为温度缓冲，有利于第二基座主体锁住热量，降低温度流失，提高第二基座主体的温度均匀性以及降低衬底顶部与底部的温差，间接提高了金刚石膜厚均匀性和降低了金刚石生长产生的应力；
[0012](2)由于温度流失的相对少，因此在进行生长时，可以适用相对低的微波功率即可满足对衬底的加热，降低微波功率，降低微波对衬底的轰击，减少衬底裂片的风险。
附图说明
[0013]图1为本技术主体结构示意图；
[0014]图2为本技术剖视结构示意图；
[0015]图3为本技术基座顶面结构示意图；
[0016]图4为本技术基座底面结构示意图；
[0017]图5为本技术图2中A处结构示意图。
[0018]图中：1、基片台；2、第一基座主体；201、第一凹槽；202、环形阶梯；203、第一凹坑；3、第二基座主体；301、第二凹槽；302、第二凹坑；4、衬底。
具体实施方式
[0019]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
[0020]请参阅图1
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5，本技术提供一种技术方案：一种用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座，包括基片台1、第一基座主体2、第一凹槽201、环形阶梯202、第一凹坑203、第二基座主体3、第二凹槽301、第二凹坑302和衬底4，基片台1上设置有第一基座主体2，且第一基座主体2顶面开设有第一凹槽201，第一基座主体2侧面开设有环形阶梯202，用于分担生长金刚石时第一基座主体2及衬底4受到的边缘效应，提高金刚石膜厚均匀性，第一基座主体2底面开设有第一凹坑203，且第一凹坑203的形状呈环形，第一凹槽201上安装有第二基座主体3，且第二基座主体3顶面开设有第二凹槽301，第二基座主体3底面设置有第二凹坑302，第二凹槽301上安装有衬底4，使用较低的微波功率即可满足对衬底4的加热，降低微波功率，降低微波对衬底4的轰击，降低了衬底4裂片的风险，更利于金刚石生长。
[0021]第一凹槽201的开设密度大于第二凹坑302的开设密度，且第一凹槽201的开设尺寸依次向内变小。
[0022]第一基座主体2的中轴线与第二基座主体3的中轴线均在同一竖直线上，通过锁住第二基座主体3的热量。
[0023]第二基座主体3在第一凹槽201上的安装方式为嵌入式安装，降低温度流失，提高第二基座主体3的温度均衡性，从而实现衬底4顶部与底部的温差均衡，降低生长时产生的应力，以达到防止裂片的风险。
[0024]第二基座主体3与第一凹槽201的底面之间呈贴合连接。
[0025]工作原理：在使用该用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座时，首先，将第一基座主体2放置在基片台1上，并且同时将第二基座主体3嵌入安装在第一基座主体2上的第一凹槽201上，之后将衬底4放置在第二基座主体3上的第二凹槽301上。然后在第一基座主体2的底部均匀开设了第一凹坑203，通过第一凹坑203来进行散热以及控制自身温度均匀性，同时在第一基座主体2的周围开设了环形阶梯202，用于降低第一基座主体2以及衬底4的边缘效应，而在将第二基座主体3嵌入安装在第一基座主体2上后，第二基座主体3的弧面与第一基座主体2的顶面之间同样会产生一组阶梯，配合第一基座主体2上开设的环形阶梯202实现双重效果。
[0026]随后位于第二基座主体3的底部开设有第二凹坑302，同第一凹坑203进行自身温度均衡和散热。在进行微波加热时，通过第一基座主体2作为温度缓冲，降低第二基座主体3的热量流失，防止衬底4顶部和底部温差导致裂片的风险，使得装置更加的稳定。这就是整个工作流程。且本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于CVD生长金刚石薄膜的双层组合式衬底基座，包括基片台(1)、第一基座主体(2)、第二基座主体(3)和衬底(4)，其特征在于：所述基片台(1)上设置有第一基座主体(2)，且第一基座主体(2)顶面开设有第一凹槽(201)，所述第一基座主体(2)侧面开设有环形阶梯(202)，所述第一基座主体(2)底面开设有第一凹坑(203)，且第一凹坑(203)的形状呈环形，所述第一凹槽(201)上安装有第二基座主体(3)，且第二基座主体(3)顶面开设有第二凹槽(301)，所述第二基座主体(3)底面设置有第二凹坑(302)，所述第二凹槽(301)上安装有衬底(4)。2.根据权利要求1所述的一种用于CVD生长金刚石薄膜的双...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永超，李熙规，郭昊勇，
申请(专利权)人：化合积电厦门半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：