一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台制造技术

本实用新型专利技术涉及金刚石薄膜制备技术领域，公开了一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台，包括基片台，所述基片台内置有螺旋盘状水冷管，所述螺旋盘状水冷管中心端口向下延伸形成进水管，并与水冷循环设备的输出端连通，所述螺旋盘状水冷管最外层端口向下延伸形成出水管，并与水冷循环设备的输入端连通，使冷却水对基片台的冷却顺序为由中心逐渐向四周冷却。本实用新型专利技术中，通过在基片台内置螺旋盘状水冷管，并由其中心进水，边缘末端出水，使冷却水先对基片中心进行冷却，再沿螺旋盘状水冷管逐渐向四周流动，从而达到基片表面温差减小的效果，避免了因基片温度分布不均，导致制备出的金刚石薄膜均匀性较差的问题，同时提高了制备效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台


[0001]本技术涉及金刚石薄膜制备
，尤其涉及一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台。

技术介绍

[0002]金刚石薄膜具有极高的硬度和化学稳定性，在电子、光电、机械等领域有广泛应用，其优异的物理化学性能使其成为炙手可热的新型材料，而化学气相沉积金刚石由于与天然金刚石具有相似的优异物理化学性能而受到各研究领域的广泛关注，在众多的 CVD 沉积方法中，微波等离子体化学气相沉积法以其无极放电，等离子体能量集中，等离子体纯净等独特的优点，成为制备高质量大面积金刚石膜的首选之法。
[0003]但是使用微波等离子体化学气相沉积法制备大面积的金刚石薄膜过程中，等离子体处于基片上方，由于等离子体的能量中间强，边缘弱的特点导致了基片中央区域的能量要大于边缘区域的能量，在基片上就会表现为中央区域温度高边缘区域温度低的现象，这种现象会随着微波功率增加、装置长时间运作时越明显，最终导致制备出的金刚石薄膜均匀性较差，难以满足金刚石膜在高新
的要求，在一定程度上限制的金刚石膜的工程应用。
[0004]为了保证金刚石薄膜的均匀性，在微波功率一定时，不得不降低沉积气压，使大尺寸的等离子体球更为均匀的覆盖了基片表面，而得到更好的均匀性，但是沉积气压越低，沉积速率越低，导致金刚石薄膜的制备效率低下，且单纯的降低沉积气压也不能完全解决金刚石膜的均匀性。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台，包括基片台，所述基片台内置有螺旋盘状水冷管，所述螺旋盘状水冷管中心端口向下延伸形成进水管，并与水冷循环设备的输出端连通，所述螺旋盘状水冷管最外层端口向下延伸形成出水管，并与水冷循环设备的输入端连通，使冷却水对基片台的冷却顺序为由中心逐渐向四周冷却。
[0007]作为上述技术方案的进一步描述：
[0008]所述进水管与出水管均从基片台下端贯穿而出。
[0009]作为上述技术方案的进一步描述：
[0010]所述沉积台还包括基座，所述基座上端凹槽用于承放基片，所述基座套设于基片台外部并相互转动连接，且基座内上壁与基片台上壁相接触，所述基座下端固定连接在电动旋转台输出端。
[0011]作为上述技术方案的进一步描述：
[0012]所述基片台下端穿过电动旋转台中心通孔。
[0013]作为上述技术方案的进一步描述：
[0014]所述基座上壁与基片台上部均由高导热材料制成。
[0015]作为上述技术方案的进一步描述：
[0016]所述基座上壁凹槽部为薄壁结构。
[0017]作为上述技术方案的进一步描述：
[0018]所述基片台上壁设置有钼金属薄片。
[0019]进一步，本专利技术提供一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台的使用方法，包括以下步骤：
[0020]步骤一、制备金刚石薄膜时，将进水管与水冷循环设备的输出端连通，出水管与水冷循环设备的输入端连通，启动水冷循环设备，冷却水由进水管抵达螺旋盘状水冷管中心，从而先对基片中心进行冷却，再沿螺旋盘状水冷管逐渐向四周流动，水温不断升高，进而使冷却水可以带走的热量不断减少，达到基片从中心至边缘散热效果不断降低，使基片从中心至边缘的温差减小；
[0021]步骤二、电动旋转台转动带动基座转动，进而带动基片不断转动，使基片表面受到的微波辐射更加均匀，进而进一步提高了基片温度的均匀性。
[0022]优选的，制备金刚石薄膜前，使用离子轰击装置对基片表面的钼金属薄片进行离子清洗和表面改性，进一步提高金刚石薄膜的质量和附着力。
[0023]制备金刚石薄膜的沉积温度为800
‑
1000℃，沉积压力为5
‑
10kPa。
[0024]本技术具有如下有益效果：
[0025]本技术中，通过在基片台内置螺旋盘状水冷管，并由其中心进水，边缘末端出水，使冷却水先对基片中心进行冷却，再沿螺旋盘状水冷管逐渐向四周流动，水温不断升高，进而使冷却水可以带走的热量不断减少，即冷却水在由中心向边缘流动的过程中，冷却的效果逐渐降低，基片从中心至边缘散热效果不断降低，使基片中心温度高，降温效果也好，基片边缘温度低，降温效果也在降低，进而达到了基片表面温差减小的效果，避免了因基片温度分布不均，导致制备出的金刚石薄膜均匀性较差的问题，同时因解决了温度分布不均的问题，在金刚石薄膜的制备过程中，可提高沉积气压，进而提高制备的效率。
[0026]本技术中，通过电动旋转台驱动基座转动，进一步带动基片不断转动，使基片表面受到的微波辐射更加均匀，进而进一步提高了基片温度的均匀性，同时使金刚石晶体均匀地沉积在基片表面，避免了晶体在基片表面堆积和聚集的情况，从而保证了金刚石薄膜的均匀性和质量。
附图说明
[0027]图1为本技术提出的一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台的正视立体图；
[0028]图2为本技术提出的一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台的正视剖面图；
[0029]图3为本技术提出的一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台中螺旋盘状水冷管的示意图；
[0030]图4为本技术提出的一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台中基片台的剖面示意图。
[0031]图例说明：
[0032]1、基座；2、基片；3、电动旋转台；4、基片台；5、螺旋盘状水冷管；6、进水管；7、出水管。
实施方式
[0033]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。
实施例一：
[0034]参照图1
‑
4，本技术提供的一种实施例：一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台，包括基片台4，基片台4上部内置有螺旋盘状水冷管5，螺旋盘状水冷管5中心端口向下延伸形成进水管6，并与水冷循环设备的输出端连通，螺旋盘状水冷管5最外层端口向下延伸形成出水管7，并与水冷循环设备的输入端连通，使冷却水对基片台4的冷却顺序为由中心逐渐向四周冷却。
[0035]在给定的沉积气压下，基片温度随着微波功率的上升而增加，同时对于给定的微波功率，基片温度也会随着沉积气压的增加而增加，随着沉积气压与微波功率的增加，基片温度的均匀性也随之降低，另外在具体实验过程中发现，等离子体球的大小也与微波功率与沉积气压有密切关系，其一般规律是，当微波功率一定时，沉积气压越高，等离子体球越小；当沉积气压一定时，微波功率越大，等离子体球越大。
[0036]当微波功率一定时，沉积气压越低，基片温度均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台，包括基片台（4），其特征在于，所述基片台（4）上部内置有螺旋盘状水冷管（5），所述螺旋盘状水冷管（5）中心端口向下延伸形成进水管（6），并与水冷循环设备的输出端连通，所述螺旋盘状水冷管（5）最外层端口向下延伸形成出水管（7），并与水冷循环设备的输入端连通，使冷却水对基片台（4）的冷却顺序为由中心逐渐向四周冷却。2.根据权利要求1所述的一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台，其特征在于，所述进水管（6）与出水管（7）均从基片台（4）下端贯穿而出。3.根据权利要求2所述的一种高效率的金刚石薄膜制备用沉积台，其特征在于，所述沉积台还包括基座（1），所述基座（1）上端凹槽用于承放基片（2），所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓棋，游志恒，
申请(专利权)人：佛山曜世新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：