一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法技术

一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，步骤包括：在单晶生长过程中，控制炉体不直接与观察窗上的玻璃片互通，以使生长过程中产生的非晶碳不与所述玻璃片接触，测温仪测量后的温度即为单晶生长表面的实际温度值，直至生长结束。本发明专利技术通过在测量之前在观察窗内增加一可拆卸的耐高温的透明层，以吸收黄色的非晶碳，并在每次生长完成后更换另一个新的透明层，从而保证测温仪测温时依次透过洁净且透明的玻璃视窗和透明层后，可精准获得金刚石表面的实际温度，从而可保证金刚石生长温度的精确控制，而且还可统一收集并处理黄色的非晶碳；同时在不影响下一批次金刚石生长的情况下，同步处理取出的带有黄色非晶碳的透明层，节约时间。节约时间。节约时间。

【技术实现步骤摘要】
一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法


[0001]本专利技术属于金刚石生长测量
，尤其是涉及一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法。

技术介绍

[0002]金刚石生长炉内温度很高，无法直接对其表面进行测温，需要在生长炉外侧设置一独立的红外线测温仪透过玻璃视窗投射到金刚石生长表面进行感应测温，故玻璃视窗的明亮程度直接影响测量的结果。在金刚石生长过程中，会产生黄色的非晶碳，这种非晶碳受热气流扩散的影响会飘散到玻璃视窗的内壁面上，随着生长的延长，堆积的越来越多。红外线测温仪受非晶碳层的影响，使得其测量的金刚石表面的温度低于金刚石表面上的实际温度，则当测量温度出来后，会调整加热温度，从而使得金刚石生长的温度大于标准设定的温度，进而会使金刚石单晶表面生长出很多的多晶点，直接导致金刚石生长质量不合格。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，解决了现有技术中由于炉体内的黄色非晶碳极易粘附于观察窗上的玻璃片而导致测温仪测量的金刚石单晶生长表面的温度不准确的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，步骤包括：在单晶生长过程中，控制炉体不直接与观察窗上的玻璃片互通，以使生长过程中产生的非晶碳不与所述玻璃片接触，测温仪测量后的温度即为单晶生长表面的实际温度值，直至生长结束。
[0005]进一步的，所述控制炉体不直接与观察窗上的玻璃片互通，包括：在所述观察窗的腔体内设一透明层，且所述透明层为在单晶生长之前被内置于所述观察窗中；在单晶生长停炉后将所述透明层拆除，再放置一个新的所述透明层于所述观察窗内。
[0006]进一步的，还包括将取出的旧的所述透明层进行清洗、干燥。
[0007]进一步的，所述透明层与所述玻璃片之间的空间为封闭仓。
[0008]进一步的，所述透明层至所述玻璃片之间的距离为2
‑
10mm。
[0009]进一步的，所述透明层与所述观察窗内腔为可拆卸连接设置；其中，所述透明层与所述观察窗内腔上的凸台是嵌入式连接或磁吸连接。
[0010]进一步的，所述透明层为耐高温材质制成的玻璃。
[0011]进一步的，所述测温仪工作时是依次穿透所述玻璃片和所述透明层投射到单晶生长表面进行测温。
[0012]进一步的，在单晶生长过程中，还包括：对所述炉体抽真空，真空度为1
×
10
‑2pa；
以100
‑
500sccm/min的速率通入氢气，并调整所述炉体内的压力和微波功率；当所述炉体内的压力为8000
‑
15000pa、微波功率为4000
‑
6000W时，开始以2
‑
10sccm/min的速率通入氧气，并刻蚀沉积10
‑
30min；再以10
‑
50sccm/min的速率通入甲烷；当所述测温仪测到的生长温度为850
‑
950℃时，持续生长200h。
[0013]进一步的，生长完成后，关闭甲烷，降低所述炉体内气压和微波功率；当所述炉体内气压降至1000pa、微波功率降至600W时，关闭微波电源，并抽真空至0pa；控制所述炉体放气，取出单晶。
[0014]采用本专利技术设计的一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，通过在测量之前在观察窗内增加一可拆卸的耐高温的透明层，以吸收黄色的非晶碳，并在每次生长完成后更换另一个新的透明层，从而保证红外线测温仪测温时依次透过洁净且透明的玻璃视窗和透明层后，可精准获得金刚石表面的实际温度，从而可保证金刚石生长温度的精确控制，而且还可统一收集并处理黄色的非晶碳；同时在不影响下一批次金刚石生长的情况下，同步处理取出的带有黄色非晶碳的透明层，节约时间。
附图说明
[0015]图1是本专利技术中的微波CVD单晶生长的炉体的结构示意图；图2是本专利技术中的其中一实施例的内嵌式连接的过渡层的结构示意图；图3是本专利技术中的其中一实施例的玻璃片的结构示意图；图4是本专利技术中的其中一实施例的定位夹的结构示意图；图5是本专利技术中的其中另一实施例的磁吸连接的过渡层的结构示意图；图6是实施例1获得的金刚石单晶表面的微观图；图7是实施例2获得的金刚石单晶表面的微观图；图8是现有技术获得的金刚石单晶表面的微观图。
[0016]图中：10、炉体
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20、观察窗 21、玻璃片22、腔体
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23、凹槽
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24、定位夹25、凸台
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30、透明层 40、测温仪。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0018]本实施例提出一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，如图1所示， 步骤包括：在单晶生长过程中，控制炉体10不与观察窗20上的玻璃片21互通，也就是在观察窗20的腔体22内设一透明层30，以使生长过程中产生的非晶碳不与玻璃片21接触，而使非晶碳直接与透明层30直接接触；并使每次生长时更换新的透明层30，以保持玻璃片21和透明层30始终是洁净清洗可见的，不影响设置在炉体10外侧的测温仪40的测量，也就是测温仪40依次穿透玻璃片21和透明层30后直接投射到炉体10内的金刚石单晶生长表面上，从而可保证测温仪40测量后的温度即为单晶生长表面的实际温度值；且使炉体10内的非晶碳不
与观察窗20上的玻璃片21接触的设置一直保持到生长结束，相对于现有技术而言，进而可提高微波CVD单晶生长时其表面温度测量的精度。
[0019]测温仪40测量后的温度即为单晶生长表面的实际温度值，直至生长结束。其中，为保证测温仪40测量温度值的准确性，透明层30为耐高温材质制成的玻璃，必须是在单晶生长之前把透明层30内置在观察窗20中。且在单晶生长停炉后将透明层30拆除，然后再放置一个新的透明层30于观察窗20的腔体22中，从而使得每次单晶生长时所设的透明层30一直是持续洁净且无非晶碳残留的透明层30，测温仪40的光束依次穿透干净的玻璃片21和透明层30再投射到金刚石单晶生长表面上，测出的温度即为单晶生长表面上的实际温度。
[0020]还有，将取出的旧的粘有非晶碳的透明层30进行清洗、干燥，以备下次使用；当然，在清洗粘有非晶碳的旧的透明层30时，可以与新一轮金刚石单晶生长同步进行，从而可节约整理透明层30的时间。
[0021]在安装透明层30的过程中，要求透明层30与玻璃片21之间的空间为封闭仓，可防止黄色的非晶碳透过透明层30进入玻璃片21中。优选地，透明层30至玻璃片21之间的距离为2
‑
10mm，且透明层30与玻璃片21是同轴心、并行设置的结构，目的是保证玻璃片21与透明层30并行放置，以防止透明层30影响测温仪40中光束的折射，提高测量数据的准确性。在本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，其特征在于，步骤包括：在单晶生长过程中，控制炉体不直接与观察窗上的玻璃片互通，以使生长过程中产生的非晶碳不与所述玻璃片接触，测温仪测量后的温度即为单晶生长表面的实际温度值，直至生长结束。2.根据权利要求1所述的一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，其特征在于，所述控制炉体不直接与观察窗上的玻璃片互通，包括：在所述观察窗的腔体内设一透明层，且所述透明层为在单晶生长之前被内置于所述观察窗中；在单晶生长停炉后将所述透明层拆除，再放置一个新的所述透明层于所述观察窗内。3.根据权利要求2所述的一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，其特征在于，还包括将取出的旧的所述透明层进行清洗、干燥。4.根据权利要求2或3所述的一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，其特征在于，所述透明层与所述玻璃片之间的空间为封闭仓。5.根据权利要求4所述的一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，其特征在于，所述透明层至所述玻璃片之间的距离为2
‑
10mm。6.根据权利要求2
‑
3、5任一项所述的一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，其特征在于，所述透明层与所述观察窗内腔为可拆卸连接设置；其中，所述透明层与所述观察窗内腔上的凸台是嵌入式连接或磁吸连接。7.根据权利要求6所述的一种提高微波CVD单晶生长表面温度测量精度的方法，其特征在于，所述透...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆利，甄西合，赵丽媛，徐悟生，朱逢旭，刘畅，刘得顺，
申请(专利权)人：四川本钻科技有限公司，
类型：发明
国别省市：