本发明专利技术公开了一种具有均布生长功能的MPCVD设备，属于金刚石生长技术领域。本发明专利技术包括机座，所述机座上设置有生长室，所述生长室上安装有燃烧器，生长室的内壁中设置有主线圈，所述燃烧器与含碳气体源相连接，燃烧器与生长室之间设置有若干个进气管，燃烧器对含碳气体进行加热，所述生长室的底部设置有锥形台，生长室的顶部安装有成像仪，所述锥形台上设置有生长基板，所述机座上还设置有调节机构，所述燃烧器、成像仪及调节机构均与控制系统电路连接，所述调节机构上设置有若干个小线圈，若干个所述小线圈对等离子体的运动进行控制。制。制。
【技术实现步骤摘要】
一种具有均布生长功能的MPCVD设备
[0001]本专利技术涉及金刚石生长
，具体为一种具有均布生长功能的MPCVD设备。
技术介绍
[0002]金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质，由于金刚石的高硬度、高耐磨性的特点，使得金刚石成为极佳的工具材料，例如将金刚石用作车削加工的刀具，或用于修整砂轮的工具，但金刚石的资源稀缺，加工金刚石既费人工又费时间，价格昂贵，且金刚石矿物普遍较小，难以用作较大的工具使用，因此想要获得价格低的大块金刚石需要借助MPCVD技术。
[0003]MPCVD是微波等离子体化学气相沉积的英文首字母缩写，含碳气体混合物在高温和低于标准大气压的压力下被激发分解，形成等离子态碳原子，并在基体上沉积交互生长成聚晶体或单晶体的金刚石，这种方式生产时，设备的振动、等离子体的移动方向等因素导致金刚石容易出现生长不均匀的缺陷，导致最终的成品率不高。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有均布生长功能的MPCVD设备，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种具有均布生长功能的MPCVD设备，包括机座，所述机座上设置有生长室，所述生长室上安装有燃烧器，生长室的内壁中设置有主线圈，所述燃烧器与含碳气体源相连接，燃烧器与生长室之间设置有若干个进气管，燃烧器对含碳气体进行加热，所述生长室的底部设置有锥形台，生长室的顶部安装有成像仪，所述锥形台上设置有生长基板，所述机座上还设置有调节机构，所述燃烧器、成像仪、调节机构均与控制系统电路连接，所述调节机构上设置有若干个小线圈，若干个所述小线圈对等离子体的运动进行控制，高温等离子体进入到生长室中后，受到主线圈产生的电磁场的约束力，从上向下运动，无法侧向穿透生长室逃逸，若干个小线圈在生长室的外围高速旋转，若干个小线圈产生的电磁场方向与主线圈产生的电磁场方向一致，若干个小线圈与生长室的中心距离都是相同时，若干个小线圈的电磁场即使作用于高温等离子体，高温等离子体的受力仍是各向均匀的，可使得高温等离子体在生长室中分布均匀，若干个小线圈到生长室的中心距离发生改变时，距离生长室更近位置的小线圈对高温等离子体的电磁约束力更强，高温等离子体的运动方向受到影响，从而改变在生长基板上部分位置的沉积的厚度。
[0006]进一步的，所述调节机构包括底板滑轨、侧板、压板滑轨，所述底板滑轨转动设置在机座上，所述侧板设置在底板滑轨的一侧，所述压板滑轨安装在侧板上，压板滑轨位于底板滑轨的正上方，压板滑轨上开设的槽为上滑轨，所述底板滑轨上开设的槽为下滑轨，所述上滑轨中滑动安装有上转接环，所述下滑轨中滑动安装有下转接环，所述上转接环的侧边开设有上滑槽，所述下转接环的侧边开设有下滑槽，底板滑轨、侧板与压板滑轨形成一个的
固定框架，转位电机通电工作时使得蜗杆旋转，蜗杆带动蜗杆旋转，蜗杆带动底板滑轨同步偏转角度，即底板滑轨、侧板与压板滑轨三者组成的框架可自由地调整，当调节电机带动上转接环和下转接环分别在压板滑轨和底板滑轨上滑动时，若干个小线圈所围成的圆形轮廓与生长室的中心不共线，使得一个位置靠近生长室，径向方向上与之相对的一边远离生长室，通过转位电机与调节电机的协同配合，控制若干个小线圈的运动位置，进而实现对等离子体的控制。
[0007]进一步的，所述侧板上安装有调节电机，所述调节电机上安装有主动齿轮，所述侧板上转动设置有前侧齿轮及后侧齿轮，所述前侧齿轮及后侧齿轮对称设置在主动齿轮两边，前侧齿轮及后侧齿轮均与主动齿轮啮合，前侧齿轮上同轴安装有前丝杆，后侧齿轮上安装有后丝杆，调节电机通电带动主动齿轮转动，主动齿轮同时带动前侧齿轮及后侧齿轮转动同向同速转动，进而使得前丝杆与后丝杆同向同速旋转。
[0008]进一步的，所述侧板上转动安装有上推杆、下推杆，上推杆的一端滑动连接在上滑槽中，上推杆的另一端滑动连接有上空心块，所述上空心块的中部开设有球形腔，上空心块内滑动安装有第一球面滑块，所述第一球面滑块套设在前丝杆上，第一球面滑块的内部开设有滚珠槽，所述滚珠槽表面设置有橡胶垫，滚珠槽内滚动设置有若干个补偿滚珠，若干个所述补偿滚珠与前丝杆相接触，补偿滚珠设置在前丝杆的螺纹槽中，若干个补偿滚珠只能在固定的位置滚动，不能沿着滚珠槽环形滚动，橡胶垫使得若干个补偿滚珠与前丝杆紧密接触，第一球面滑块只能在上空心块的球形腔中沿着前丝杆的轴向方向偏转，不能在球形腔中沿任意方向运动，即前丝杆转动通过若干个补偿滚珠带动第一球面滑块往复滑移，第一球面滑块通过上空心块动上推杆绕着转接位置摆动，上推杆的另一端通过上滑槽推动或拉动上转接环在压板滑轨上移动，根据同样的机理，下推杆通过下滑槽带动下转接环在底板滑轨上移动，避免了在前丝杆正反转切换过程中螺纹传动之间的间隙影响传动的精度，确保调节电机带动上转接环及下转接环偏移的距离。
[0009]所述上推杆及下推杆上下对称设置，所述下推杆的一端滑动连接在下滑槽中，下推杆的另一端滑动连接有下空心块，所述下空心块和后丝杆之间的连接方式与上空心块和前丝杆之间的连接方式相同。
[0010]进一步的，所述上转接环上转动设置有上固定环，所述下转接环上转动设置有下固定环，若干个所述小线圈均布设置在上固定环与下固定环之间，若干个小线圈围绕在生长室的外侧，所述下转接环与下固定环的接触位置也设置有磁铁，所述上转接环的内部还设置有若干个驱动线圈，若干个所述驱动线圈均布设置，若干个驱动线圈与控制系统电路连接，若干个小线圈、上固定环和下固定环连接成一个固定的整体，若干个小线圈产生的电磁场与下转接环上设置的磁铁的磁场在接触的位置处相斥，使得下固定环与下转接环之间形成间隙，若干个驱动线圈在控制系统的控制下相继通入电流，使得电流产生的电磁场与若干个小线圈产生的电磁场相互作用，进而带动若干个小线圈产生旋转的动力，当若干个小线圈、上固定环和下固定环连成的整体都在高速旋转时，受到磁铁磁场的作用而悬浮转动，实现了对机构的减震以及减磨，使得金刚石在沉积生长的过程中免受振动因素的干扰，金刚石的沉积生长更加的均匀。
[0011]进一步的，所述底板滑轨的下方安装有蜗轮，所述机座的内部设置有转位电机，所述转位电机上安装有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合。
[0012]进一步的，所述锥形台的外侧设置有密封锥环，所述密封锥环与锥形台之间设置有弹簧钢片，锥形台的底部与机座之间安装有弹性伸缩架，所述机座的内部还设置有收卷电机，所述收卷电机上安装有卷筒，所述卷筒上缠绕有钢索，所述机座内部设置有换向轮，所述换向轮位于锥形台底部，所述钢索的一端绕过换向轮连接在锥形台的底部，所述机座外侧还设置有一个拉窗，锥形台在弹性伸缩架的顶推作用下，密封锥环与生长室的底部形成锥面密封，防止高温等离子气体外泄，在停止工作时，操作人员通过控制收卷电机带动卷筒旋转，对钢索进行收卷或放松，钢索将锥形台向下拉动，弹性伸缩架压缩折叠，操作人员打开拉窗后可将锥形台上的生长基板取下，更换新的生长基板。
[0013]进一步的，所述成像仪伸入生长室的一端设置有若干层滤片，所述生本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有均布生长功能的MPCVD设备，其特征在于：包括机座(1)，所述机座(1)上设置有生长室(2)，所述生长室(2)上安装有燃烧器(4)，生长室(2)的内壁中设置有主线圈，所述燃烧器(4)与含碳气体源相连接，燃烧器(4)与生长室(2)之间设置有若干个进气管(3)，燃烧器(4)对含碳气体进行加热，所述生长室(2)的底部设置有锥形台(23)，生长室(2)的顶部安装有成像仪(22)，所述锥形台(23)上设置有生长基板，所述机座(1)上还设置有调节机构，所述燃烧器(4)、成像仪(22)、调节机构均控制系统电路连接，所述调节机构上设置有若干个小线圈(8)，若干个所述小线圈(8)对等离子体的运动进行控制。2.根据权利要求1所述的一种具有均布生长功能的MPCVD设备，其特征在于：所述调节机构包括底板滑轨(5)、侧板(6)、压板滑轨(7)，所述底板滑轨(5)转动设置在机座(1)上，所述侧板(6)设置在底板滑轨(5)的一侧，所述压板滑轨(7)安装在侧板(6)上，压板滑轨(7)位于底板滑轨(5)的正上方，压板滑轨(7)上开设的槽为上滑轨，所述底板滑轨(5)上开设的槽为下滑轨，所述上滑轨中滑动安装有上转接环(9)，所述下滑轨中滑动安装有下转接环(10)，所述上转接环(9)的侧边开设有上滑槽，所述下转接环(10)的侧边开设有下滑槽。3.根据权利要求2所述的一种具有均布生长功能的MPCVD设备，其特征在于：所述侧板(6)上安装有调节电机(13)，所述调节电机(13)上安装有主动齿轮(14)，所述侧板(6)上转动设置有前侧齿轮(15)及后侧齿轮(16)，所述前侧齿轮(15)及后侧齿轮(16)对称设置在主动齿轮(14)两边，前侧齿轮(15)及后侧齿轮(16)均与主动齿轮(14)啮合，前侧齿轮(15)上同轴安装有前丝杆，后侧齿轮(16)上安装有后丝杆。4.根据权利要求3所述的一种具有均布生长功能的MPCVD设备，其特征在于：所述侧板(6)上转动安装有上推杆(11)、下推杆(12)，上推杆(11)的一端滑动连接在上滑槽中，上推杆(11)的另一端滑动连接有上空心块，所述上空心块的中部开设有球形腔，上空心块内滑动安装有第一球面滑块(17)，所述第一球面滑块(17)套设在前丝杆上，第...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡常青，赵建海，
申请(专利权)人：上海铂世光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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