一种单晶金刚石生长用的基板台制造技术

本实用新型专利技术属于单晶金刚石制备领域，公开了一种单晶金刚石生长用的基板台。包括圆柱形结构或圆台形结构的基板台主体，所述基板台主体的上表面设置多个容纳籽晶的网格凹槽；网格凹槽在基板台主体的上表面由中心至边缘方向分层排布，所述网格凹槽包括外层的外圈网格凹槽和位于外圈网格凹槽内侧的内部网格凹槽，所述内部网格凹槽的深度比籽晶厚度小0.05~0.15mm，所述外圈网格凹槽的深度比内部网格凹槽的深度小0.05~0.2mm；网格凹槽的底部设置有均热凹槽，所述均热凹槽的长、宽尺寸小于籽晶的长、宽尺寸。本实用新型专利技术的基板台结构简单，易于生产制造，可大批量制备高品质、高平整度单晶金刚石，降低了生产成本，具有良好的工业应用前景。用前景。用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶金刚石生长用的基板台


[0001]本技术属于单晶金刚石制备领域，更具体的，涉及一种单晶金刚石生长用的基板台。

技术介绍

[0002]微波化学气相沉积法（MPCVD）凭借其等离子体密度大、无电极污染等优势，目前已成为制备高品质金刚石的首选方案。在MPCVD的沉积过程中，所使用基板台的结构对金刚石的沉积速率和制备质量存在影响。
[0003]为提升金刚石的沉积速率，基板台一般设置为开放式，该种结构的基板台，由于微波放电的“边沿效应”，导致在沉积金刚石时，籽晶的温度从边缘到中心逐渐减小，温差甚至可高达数十度，并且随着金刚石单晶生长面与基板台的高度差增加，金刚石单晶“边沿效应”增强，最终导致制备出的金刚石表面平整度极差，应力较大，不利于高新技术应用。
[0004]基于开放式的基板台所带来的问题，为获得高品质金刚石，目前常使用封闭式结构的基板台，该结构在生长初期改善了等离子体的能量分布，减缓了“边沿效应”，但是随着沉积时间的增加，生长面会高出基板台，导致毛坯的生长面不平正；如果基板台的生长凹槽太深，将会导致单晶金刚石的沉积速率极慢，增加了生产成本。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种单晶金刚石生长用的基板台，该基板台结构简单、成本低、易于生产制造、可大批量制备高品质高平整度单晶金刚石。
[0006]为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：
[0007]一种单晶金刚石生长用的基板台，所述基板台包括圆柱形结构或圆台形结构的基板台主体，所述基板台主体的上表面设置多个容纳籽晶的网格凹槽；
[0008]所述网格凹槽在基板台主体的上表面由中心至边缘方向分层排布，所述网格凹槽包括最外层的外圈网格凹槽和位于外圈网格凹槽内侧的内部网格凹槽，所述内部网格凹槽的深度比籽晶厚度小0.05~0.15mm，所述外圈网格凹槽的深度比内部网格凹槽的深度小0.05~0.2mm；
[0009]所述网格凹槽的底部设置有均热凹槽，所述均热凹槽的长、宽尺寸小于籽晶的长、宽尺寸。
[0010]优选地，均热凹槽位于网格凹槽的底部中心区域。
[0011]优选地，所述籽晶为正方柱状结构，所述网格凹槽为正方柱状空心结构；进一步优选地，所述网格凹槽的宽度比籽晶的宽度大0.15~0.5mm。
[0012]优选地，所述均热凹槽为正方柱状空心结构；进一步优选地，所述均热凹槽的深度为0.05~0.3mm，所述均热凹槽的宽度比籽晶的宽度小2~4mm。
[0013]优选地，所述网格凹槽均匀设置在所述基板台主体的上表面；进一步优选地，所述
网格凹槽在基板台主体的上表面呈多条线性阵列排布、多层圆周阵列排布、多层矩形阵列排布中的任一种排布方式。
[0014]优选地，最靠外的第一、二层或第一层为外圈网格凹槽。
[0015]优选地，所述外圈网格凹槽离基板台主体的边缘之间的最近距离不小于1mm。
[0016]优选地，相邻网格凹槽之间距离为0.2~0.5mm。
[0017]优选地，相邻的网格凹槽之间相互连通。考虑到金刚石生长一定时间后，基板台上会开始生长多晶金刚石，将相邻的网格凹槽连通，会使得整个基板台的各点温度差及各籽晶的温差减小。
[0018]本技术中提及的正方柱状结构为长、宽相等的长方体结构。
[0019]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0020]（1）本技术通过在基板台上设置网格凹槽，网格凹槽包括不同深度的外圈网格凹槽和内部网格凹槽，使得放置相同厚度的籽晶后，外圈网格凹槽中籽晶生长面高于内部网格凹槽中籽晶生长面，形成“封闭式基板台”，利于中心区域内部网格凹槽中生长出平整的单晶金刚石，并且由于边缘与中心区域的单晶金刚石同步生长，不会导致该高度差减小或增加太多，可一直生长出高品质金刚石，另外该结构可以减缓单晶金刚石边缘多晶金刚石的生长速率，提高单次生长厚度。
[0021]（2）本技术的基板台结构简单，易于生产制造，可大批量制备高品质、高平整度单晶金刚石，降低了生产成本，具有良好的工业应用前景。
附图说明
[0022]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0023]图1为本技术单晶金刚石生长用的基板台的俯视结构图；
[0024]图2为本技术单晶金刚石生长用的基板台的剖面结构图；
[0025]图3为图2中局部放大结构图。
具体实施方式
[0026]为了便于理解本技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本技术作更全面、细致地描述，但本技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0027]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制本技术的保护范围。
[0028]除非另有特别说明，本技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0029]实施例1
[0030]如图1~3所示，本实施例提供一种单晶金刚石生长用的基板台，基板台包括圆柱形结构的基板台主体1，基板台主体1为直径50.6mm、厚度为10mm的圆柱形结构，基板台主体1的上表面均匀分布有21个正方柱状空心结构的网格凹槽2，用于对籽晶的容纳以及限位，呈现分层设置的线性阵列排列，待容纳籽晶的长宽高参数为7mm
×
7mm
×
0.3mm，每个网格凹槽
2的宽度均为7.5mm；
[0031]本实施例中，网格凹槽2在基板台主体1的上表面由中心至边缘方向分层排布，网格凹槽2包括外层的外圈网格凹槽和位于外圈网格凹槽内侧的内部网格凹槽，外圈网格凹槽的深度为0.1mm，内部网格凹槽的深度为0.15mm；外圈网格凹槽离基板台主体的边缘之间的最近距离为1mm。
[0032]本实施例中，每个网格凹槽2的底部中心设置有正方柱状空心结构的均热凹槽3，均热凹槽3的深度为0.05mm，均热凹槽3的宽度为3mm，均热凹槽3的设置可减少籽晶边缘与中心区域的温度差，使生长面平整。
[0033]本实施例中，相邻网格凹槽之间距离为0.2~0.5mm。且相邻的网格凹槽之间相互连通，具体在本实施例中表现为相邻网格凹槽在连接顶角处相互连通，进一步减小整个基板台的各点温度差及各籽晶的温差。
[0034]实施例2
[0035]本实施例与实施例1基本一致，不同点在于：内部网格凹槽的深度为0.20mm。
[0036]实施例3
[0037]本实施提供一种单晶金刚石的制备方法，包括以下步骤：
[0038]（1）挑选出高度接近的籽晶（7mm
×
7mm
×
0.3mm），高度差≤0.09mm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶金刚石生长用的基板台，其特征在于，所述基板台包括圆柱形结构或圆台形结构的基板台主体，所述基板台主体的上表面设置多个容纳籽晶的网格凹槽；所述网格凹槽在基板台主体的上表面由中心至边缘方向分层排布，所述网格凹槽包括外层的外圈网格凹槽和位于外圈网格凹槽内侧的内部网格凹槽，所述内部网格凹槽的深度比籽晶厚度小0.05~0.15mm，所述外圈网格凹槽的深度比内部网格凹槽的深度小0.05~0.2mm；所述网格凹槽的底部设置有均热凹槽，所述均热凹槽的长、宽尺寸小于籽晶的长、宽尺寸。2.如权利要求1所述的基板台，其特征在于，所述籽晶为正方柱状结构，所述网格凹槽为正方柱状空心结构。3.如权利要求2所述的基板台，其特征在于，所述网格凹槽的宽度比籽晶的宽度大0.15~0.5mm。4.如权利要求2所述的基板台，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯曙光，李光存，于金凤，黄其荣，
申请(专利权)人：安徽光智科技有限公司，
类型：新型
国别省市：