【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料科学，具体涉及一种生长凸面金刚石的钼台与生长方法。
技术介绍
1、随着金刚石在光学领域的应用越来越广泛，特定曲率的凸面金刚石的市场需求越来越多，平面金刚石已逐渐无法满足光学应用的市场需求。目前制备凸面金刚石的主流方法为生长出平面金刚石后进行加工，即通过机械车削或者激光加工等方法将平面金刚石加工成特定曲率的凸面金刚石，该种方法通常需要耗费大量的加工时间，且当金刚石尺寸越大或曲率越大，所需要耗费的加工时间更是成倍增长。此外，当加工时间越长，加工过程出现裂片的概率也会相应增加。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种生长凸面金刚石的钼台与生长方法。
2、一方面，为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种生长凸面金刚石的钼台，包括：
3、碗状壳体；
4、至少四层圆环，在所述碗状壳体内侧从上到下依次垂直设置有至少四层圆环，垂直设置后每层圆环均具有顶部开口和底部开口，所述顶部开口的直径大于所述底部开口的直径且上一层圆环底部开口的直径大于下一层圆环顶部开口的直径，每层圆环的顶部开口的圆心均位于第一竖线上，每层圆环的底部开口的圆心也均位于所述第一竖线上；以及
5、凹槽，所述凹槽设置在碗状壳体内侧的底部。
6、在一个实施例中，所述凹槽的直径为51mm，所述凹槽的深度为0.5-2mm。
7、在一个实施例中，相邻两层圆环中，位于上一层的圆环的底部开口与位于下一层的圆环的顶部开口之间
8、在一个实施例中，在所述碗状壳体内侧从上到下依次垂直设置有第一层圆环、第二层圆环、第三层圆环和第四层圆环，所述第一层圆环、第二层圆环、第三层圆环和第四层圆环底部开口的直径依次分别为60mm、57mm，54mm、51mm。
9、在一个实施例中，所述钼台的材质为钼。
10、另一方面，为实现上述专利技术目的，本专利技术了一种生长凸面金刚石的生长方法，利用上述钼台进行凸面金刚石的生长，所述生长凸面金刚石的生长方法包括：
11、将衬底材料放入所述的钼台的凹槽中；
12、将放入所述衬底材料的钼台放入微波等离子体化学气相沉积设备基板台正中间，利用微波等离子体化学气相沉积设备在所述衬底材料表面进行金刚石沉积，得到曲面金刚石。
13、在一个实施例中，衬底材料为mo或si。
14、在一个实施例中，将放入所述衬底材料的钼台放入微波等离子体化学气相沉积设备基板台正中间，利用微波等离子体化学气相沉积设备在所述衬底材料表面进行金刚石沉积，得到曲面金刚石，包括：
15、在所述微波等离子体化学气相沉积设备中通入氢气与甲烷作为工艺气体，氢气与甲烷比例为100:8，点火激发等离子体后将功率升至5900w，气压160torr，保持衬底材料的温度为820℃-950℃，此时等离子体边缘于第一层钼环处辉光放电，采集等离子体不同位置的发射光谱，监测离子体中c2基团的变化，此时中心c2基团强度为85000，最外缘c2基团强度为82000；当生长25h后降低微波功率至5500w，升高气压至170torr，保持衬底材料的温度为820℃-950℃，此时等离子体边缘于第二层钼环处辉光放电，检测c2基团变化，中心c2基团强度为84000，最外缘c2基团强度为78000；再次生长25h后降低微波功率至5000w，升高气压至180torr，保持衬底材料的温度为820℃-950℃，此时等离子体边缘于第三层钼环处辉光放电，检测c2基团变化，中心c2基团强度为82000，最外缘c2基团强度为70000；再次生长25h后降低微波功率至4600w，升高气压至190torr，保持衬底材料的温度为820℃-950℃，此时等离子体边缘于第四层钼环处辉光放电，检测c2基团变化，中心c2基团强度为80000，最外缘c2基团强度为65000，在生长25h后降温取出金刚石样品，采用强酸腐蚀掉衬底材料后获得所述曲面金刚石。
16、在一个实施例中，曲面金刚石中心的厚度约为500um，沉积速率约为5um/h，边缘的厚度约为300um，沉积速率约为3um/h，曲率半径约为1.625m。
17、本专利技术相对于现有技术的优点以及有益效果为：
18、1、相比于直接加工平面金刚石，使用凸面金刚石加工成特定曲率的凸面金刚石效率更高，耗费时间更短。
19、2、相比直接降低功率来减小等离子体面积，采用斜向凸起的钼环组来控制实际等离子体的面积尺寸，能够保证边缘的低速生长，而直接降低功率可能导致边缘位置无法覆盖到等离子体进而无法有效生长。
20、3、为了减少金刚石的加工时间，最佳的方法是在金刚石的生长过程中形成特定曲率的凸面，当凸面形成后，只通过机械加工进行轻微的整形或者表面粗糙度的改善，该过程所耗费的时间要远小于从平面金刚石加工成特定曲率的凸面金刚石的时间，进而提高曲面金刚石的生产效率。
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1.一种生长凸面金刚石的钼台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的生长凸面金刚石的钼台，其特征在于，所述凹槽的直径为51mm，所述凹槽的深度为0.5-2mm。
3.根据权利要求1所述的生长凸面金刚石的钼台，其特征在于，相邻两层圆环中，位于上一层的圆环的底部开口与位于下一层的圆环的顶部开口之间的垂直距离相同。
4.根据权利要求1所述的生长凸面金刚石的钼台，其特征在于，在所述碗状壳体内侧从上到下依次垂直设置有第一层圆环、第二层圆环、第三层圆环和第四层圆环，所述第一层圆环、第二层圆环、第三层圆环和第四层圆环底部开口的直径依次分别为60mm、57mm，54mm、51mm。
5.根据权利要求1所述的生长凸面金刚石的钼台，其特征在于，所述钼台的材质为钼。
6.一种生长凸面金刚石的生长方法，其特征在于，利用如权利要求1-6任一项所述的钼台进行凸面金刚石的生长，所述生长凸面金刚石的生长方法包括：
7.根据权利要求6所述的生长凸面金刚石的生长方法，其特征在于，衬底材料为Mo或Si。
8.根据权利要求6所述的
9.根据权利要求6所述的生长凸面金刚石的生长方法，其特征在于，曲面金刚石中心的厚度约为500um，沉积速率约为5um/h，边缘的厚度约为300um，沉积速率约为3um/h，曲率半径约为1.625m。
...【技术特征摘要】
1.一种生长凸面金刚石的钼台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的生长凸面金刚石的钼台，其特征在于，所述凹槽的直径为51mm，所述凹槽的深度为0.5-2mm。
3.根据权利要求1所述的生长凸面金刚石的钼台，其特征在于，相邻两层圆环中，位于上一层的圆环的底部开口与位于下一层的圆环的顶部开口之间的垂直距离相同。
4.根据权利要求1所述的生长凸面金刚石的钼台，其特征在于，在所述碗状壳体内侧从上到下依次垂直设置有第一层圆环、第二层圆环、第三层圆环和第四层圆环，所述第一层圆环、第二层圆环、第三层圆环和第四层圆环底部开口的直径依次分别为60mm、57mm，54mm、51mm。
5.根据权利要求1所述的生长凸面金刚石的钼台，其特征在于，所述钼台的材质为...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹光宇，张星，
申请(专利权)人：化合积电厦门半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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