一种金刚石膜片制作装置及其制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种金刚石膜片制作装置及其制作方法，包括石英玻璃室，所述石英玻璃室上端设有真空泵，且石英玻璃室的左右两侧中心位置均密封连接波导管，所述波导管相互远离的一端连接有微波发生器，且波导管上下端分别设有通气管道，所述通气管道密封连接石英玻璃室，且所述石英玻璃室内侧上端设有伸缩台，其内侧下端设有基片夹持台，整个装置能在基片的两端进行金刚石膜片的沉积，效率更高，而且夹持基片稳定还能确保控制基片表面的温度，原理简单，效率加倍。效率加倍。效率加倍。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石膜片制作装置及其制作方法


[0001]本专利技术涉及金刚石膜片制作
，尤其涉及一种金刚石膜片制作装置及其制作方法。

技术介绍

[0002]金刚石膜是指用低压或常压化学气相沉积(CVD)方法人工合成的金刚石膜，由于金刚石的优异性质，加上CVD法大大降低了金刚石的生产成本而CVD金刚石薄膜的品质逐渐赶上甚至在一些方面超过天然金刚石而使得金刚石薄膜广泛地用于工业的许多领域，如工具领域、热沉领域、光学应用领域、电化学和生物医学中的发展。
[0003]授权公告号CN202210505935.X公开了一种金刚石膜片制作方法，其通过使用微波等离子体气象沉积方法或者热丝反应法方法使金刚石生长；通过退火消除了热失配造成的热应力问题，使金刚石膜片具有更好的机械性能，减少加工过程中由于内部应力导致的晶片曲翘、破裂等问题，提高加工良率，但是该制作方法存在以下问题：其一，用此法沉积处的金刚石薄膜晶体厚度不均，生长速率较慢，其次，无法控制基片温度，导致基片温度过高，金刚石金晶形态差，生长速率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的不足之处，通过在基片架和伸缩杆内部设置冷却水管，然后利用基片架和伸缩杆对基片进行夹持，通过微波发生器的工作，使得等离子体沉积到基片的两端，从而解决金刚石膜片沉积速度慢，利用率低下，基片温度高无法进行散热的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种金刚石膜片制作装置，包括石英玻璃室，所述石英玻璃室上端设有真空泵，且石英玻璃室的左右两侧中心位置均密封连接波导管，所述波导管相互远离的一端连接有微波发生器，且波导管上下端分别设有通气管道，所述通气管道密封连接石英玻璃室，且所述石英玻璃室内侧上端设有伸缩台，其内侧下端设有基片夹持台。
[0007]作为一种优选，所述伸缩台最上端设有气缸，所述气缸设置在石英玻璃室外侧上端，且所述伸缩台包括伸缩杆，所述伸缩杆内部中空，且其表面设有凹槽，所述伸缩杆内侧设有冷却水管。
[0008]作为一种优选，所述基片夹持台包括基片架，所述基片架内部中空，且内部设有相同的冷却水管，所述基片架上端面为第二凹槽。
[0009]作为一种优选，所述波导管外侧包裹有隔离器，所述隔离器设置在波导管与石英玻璃室的连接处相互远离的外侧。
[0010]作为一种优选，所述第二凹槽内放置有基片，所述基片为钼金属基片，且基片的大小正好放置在第二凹槽和凹槽内。
[0011]作为一种优选，通气管道分别通入甲烷和氢气，其中所述左侧边的通气管道上端
通入甲烷，下端通入氢气，所述右侧边的通气管道上端通入氢气，下端通入甲烷。
[0012]一种金刚石膜片制作方法，包括步骤S1：取出基片，将基片放置在基片架的第二凹槽内；
[0013]S2：气缸开始工作，伸缩杆向下做伸长运动，凹槽卡住基片；
[0014]S3：闭合石英玻璃室，利用真空泵进行对石英玻璃室进行抽真空；
[0015]S4：从通气管道内分别通入CH4和H2；
[0016]S5：启动微波发生器；
[0017]S6：对冷却水管内通入冷却水，控制基片的温度；
[0018]S7：反应沉积完成，停止微波发生器工作，停止通气管道输送气体；
[0019]S8：取出金刚石膜片，打磨抛光切割；
[0020]S9：制作完成。
[0021]作为一种优选，所述步骤S1中基片架为铝合金基片架，且所述伸缩杆也为相同的铝合金材质，且所述第二凹槽的凹陷深度为0.1mm。
[0022]作为一种优选，所述步骤S2中凹槽卡住基片的位置凹槽内设有弯曲的纹路，且该所述纹路的高度与凹槽的凹陷的深度相同，且凹槽凹陷的宽度与基片侧边的宽度相同。
[0023]作为又一种优选，所述步骤S5中需要同时对左右两侧的微波发生器进行启动，所述微波发生器产生的等离子体到基片的距离相同且适宜。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025](1)本专利技术中通过将基片利用基片架和伸缩杆进行夹持，通过在基片两个侧面进行微波等离子体气相沉积，相对于现有的放置在基片架台上进行生长，效率更高，而且原理简单，操作性强。
[0026](2)本专利技术中通过设置冷却水管，因为基片钼的熔点高，在高温下不会产生形变，热膨胀系数小，而且导热性能好，对基片钼两个侧面进行夹持，从而利用冷却水管带走基片钼上的温度，实现调节基片温度的功能，而且确保基片温度可控，实现等离子体气相沉积。
[0027](3)本专利技术中通过将石英玻璃反应室进行抽真空，然后把CH4和H2气体分别输入到石英玻璃室内，然后因为两边都设置了微波发生器，所以将分别通入CH4和H2的通气管道进行交错的放置，使得内部空气混合更加有序，确保微波发生器产生的等离子体的大小到基片的距离适中，从而实现高效气相沉积。
[0028]综上所述，该设备具有结构简单，在基片钼的两面均可以快速进行气相沉积形成金刚石膜片的优点，而且结晶形态良好，尤其适用于金刚石膜片制作

附图说明
[0029]为了更清楚的说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0030]图1为本专利技术整体流程结构示意图。
[0031]图2为本专利技术金刚石沉积过程结构示意图。
[0032]图3为本专利技术金刚石沉积完成后步骤流程结构示意图。
[0033]图4为本专利技术中石英玻璃反应室剖面结构示意图。
[0034]图5为本专利技术中凹槽和第二凹槽的结构位置示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
[0036]实施例一
[0037]如图1至图5所示，本专利技术提供了一种金刚石膜片制作装置，包括石英玻璃室1，所述石英玻璃室1上端设有真空泵2，且石英玻璃室1的左右两侧中心位置均密封连接波导管3，所述波导管3相互远离的一端连接有微波发生器4，且波导管3上下端分别设有通气管道5，所述通气管道5密封连接石英玻璃室1，且所述石英玻璃室1内侧上端设有伸缩台7，其内侧下端设有基片夹持台6。
[0038]进一步，所述伸缩台7最上端设有气缸71，所述气缸71设置在石英玻璃室1外侧上端，且所述伸缩台7包括伸缩杆72，所述伸缩杆72内部中空，且其表面设有凹槽73，所述伸缩杆72内侧设有冷却水管74，气缸71能带动伸缩杆72进行伸缩运动，这样在对基片8进行夹持的过程中，只需要打开气缸71就能实现对基片上下端的夹持，使其稳定的站立在伸缩杆72最下端和基片架61的最上端，结构简单合理，实用性强，而且成本低廉，维修简单又方便。
[0039]进一步，所述基片夹持台6包括基片架61，所述基片架61内部中空，且内部设有相同的冷却水管74本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石膜片制作装置，其特征在于：包括石英玻璃室(1)，所述石英玻璃室(1)上端设有真空泵(2)，且石英玻璃室(1)的左右两侧中心位置均密封连接波导管(3)，所述波导管(3)相互远离的一端连接有微波发生器(4)，且波导管(3)上下端分别设有通气管道(5)，所述通气管道(5)密封连接石英玻璃室(1)，且所述石英玻璃室(1)内侧上端设有伸缩台(7)，其内侧下端设有基片夹持台(6)。2.根据权利要求1所述的一种金刚石膜片制作装置，其特征在于，所述伸缩台(7)最上端设有气缸(71)，所述气缸(71)设置在石英玻璃室(1)外侧上端，且所述伸缩台(7)包括伸缩杆(72)，所述伸缩杆(72)内部中空，且其表面设有凹槽(73)，所述伸缩杆(72)内侧设有冷却水管(74)。3.根据权利要求1所述的一种金刚石膜片制作装置，其特征在于，所述基片夹持台(6)包括基片架(61)，所述基片架(61)内部中空，且内部设有相同的冷却水管(74)，所述基片架(61)上端面为第二凹槽(62)。4.根据权利要求1所述的一种金刚石膜片制作装置，其特征在于，所述波导管(3)外侧包裹有隔离器(31)，所述隔离器(31)设置在波导管(3)与石英玻璃室(1)的连接处相互远离的外侧。5.根据权利要求3所述的一种金刚石膜片制作装置，其特征在于，所述第二凹槽(62)内放置有基片(8)，所述基片(8)为钼金属基片，且基片(8)的大小正好放置在第二凹槽(62)和凹槽(73)内。6.根据权利要求1所述的一种金刚石膜片制作装置，其特征在于，所述通气管道(5)分别通入甲烷和氢气，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏明，林琳，
申请(专利权)人：湖州中芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：