【技术实现步骤摘要】
本申请涉及微波等离子体化学沉积，尤其是涉及一种基于mpcvd的生长单晶金刚石材料的基台及基于mpcvd的生长单晶金刚石材料的方法。
技术介绍
1、在合成单晶金刚石的各种方法中，mpcvd(microwave plasma chemical vapordeposition，微波等离子体化学沉积法)因其可以在沉积腔内产生大面积、纯净且稳定的等离子体球，成为制备高质量单晶金刚石的首选方法。在mpcvd装置结构中，其基台结构也历经各种形式的改进设计，从而提高生长的单晶金刚石质量。特别是引入了可升级结构设计来实现一些生长过程中的温度控制调整功能，例如，在中国专利公开号为“cn113025997a”的专利申请中，公开了一种可适应多尺寸衬底厚度变化的mpcvd基片台；在中国专利公开号为“cn218812081u”的专利申请中，公开了一种用于mpcvd的紧凑型升降机构；在中国专利公开号为“cn218860884u”的专利申请中，公开了一种用于mpcvd设备的腔体结构；在中国专利公开号为“cn112647126a”的专利申请中，公开了一种用于大颗粒mpcvd单晶金刚石控温连续生长的内嵌式水冷台及其应用，利用两个电机驱动水冷台以实现温度恒定控制，如上述公开技术中，均在mpcvd装置中引入升降机构。
2、在标准的单晶金刚石的合成工艺中，单晶金刚石基片放置于平坦的基底上，并严格控制微波的频率与功率、气体构成与流量、腔内气压与温度、基台表面的温度等等一系列条件，以使单晶金刚石进行高质量的稳定生长。但当单晶金刚石沿生长面逐渐生长时，随着其厚度的
3、然而在实际工艺中，专利技术人发现，在单晶金刚石的生长过程中，调整基台与等离子体球体距离可以控制温度平稳，但是单晶金刚石基片表面与基台的距离变化会导致单晶金刚石表面电场改变，造成单晶金刚石生长条件的改变，从而影响单晶金刚石产品的均匀性；并且，为限制单晶金刚石非生长侧面的多晶金刚石的生长，而在生长期间不断中断，以更换不同凹陷程度的基台，也会大大降低单晶金刚石的制备效率。
技术实现思路
1、本申请的目的旨在解决上述的技术缺陷之一，提供一种基于mpcvd的生长单晶金刚石材料的基台及基于mpcvd的生长单晶金刚石材料的方法，提升了单晶金刚石的制备效率。
2、一种基于mpcvd的生长单晶金刚石材料的基台，用于mpcvd沉积腔体内，包括：
3、基台底座，用于支撑基台以及作为耦合天线，维持电场强度在基台底座上方的聚焦分布；
4、屏蔽基台，设于基台底座的中部，用于包裹单晶金刚石基片侧面，屏蔽单晶金刚石基片侧面四周电场分布；
5、可移动基台，内嵌在屏蔽基台的中部，用于承载单晶金刚石基片并相对于屏蔽基台进行上下移动；
6、在生长单晶金刚石时，从基台底座的下方馈入微波使得基台上方形成强电场区域，激发出氢等离子体在单晶金刚石基片表面上生长单晶金刚石材料；控制系统根据单晶金刚石基片的表面厚度变化实时移动可移动基台，单晶金刚石基片的表面与所述屏蔽基台的上表面实时保持平齐，使得屏蔽基台凹陷处侧壁贴近并包裹住单晶金刚石基片侧面，以屏蔽四周电场分布而抑制多晶金刚石的生长。
7、在一个实施例中，所述屏蔽基台为可移动设计；
8、控制系统还用于根据单晶金刚石基片生长表面的温度变化实时移动屏蔽基台，以调整单晶金刚石基片生长面与等离子体球的距离，使单晶金刚石基片生长面的生长条件维持稳定。
9、在一个实施例中，在可移动基台的上表面设置有钼片，作为基片托盘；所述单晶金刚石基片均匀放置在基片托盘上；
10、所述屏蔽基台上部设置有金属垫片，用于固定单晶金刚石基片。
11、在一个实施例中，所述可移动基台连接第一伺服电机，所述第一伺服电机连接控制系统；
12、所述屏蔽基台连接第二伺服电机，所述第二伺服电机连接控制系统；
13、所述控制系统根据实时监测的单晶金刚石基片的表面的生长状态及温度变化，控制所述第一伺服电机驱动所述可移动基台进行移动以及控制所述第二伺服电机驱动所述屏蔽基台进行移动。
14、在一个实施例中，所述基台底座的下部连接同轴线缆，且与mpcvd沉积腔体的石英环密封连接，对mpcvd沉积腔体进行真空密闭；
15、其中，所述同轴线缆将微波馈入到mpcvd沉积腔体内的基台上方区域。
16、在一个实施例中，所述可移动基台的截面为正方形。
17、在一个实施例中，所述单晶金刚石基片以正方形布局方式均匀放置在可移动基台的上表面。
18、在一个实施例中，在所述mpcvd沉积腔体的观察窗外还设有相机，所述相机的拍摄方向与所述屏蔽基台的上表面平齐；
19、所述相机拍摄所述屏蔽基台的上表面的实时图像，并传输至控制系统；
20、所述控制系统根据所述实时图像中出现的单晶金刚石的像素点确定单晶金刚石基片的表面与屏蔽基台的上表面的对齐状态，输出相关控制信号至第一伺服电机驱动所述可移动基台进行移动。
21、在一个实施例中，所述的基于mpcvd的生长单晶金刚石材料的基台，还包括：光检测装置；其中，所述光检测装置包括微处理器、光发射装置和光接收装置；
22、所述光发射装置和光接收装置分别设置在所述mpcvd沉积腔体的相对的两个观察窗上；
23、所述微处理器控制光发射装置发射设定波长的光线，所述光接收装置接收光线；
24、所述微处理器检测接收光线的强度，若光线强度小于阈值，输出相关控制信号至线性驱动结构，以控制可移动基台进行移动，使得单晶金刚石基片的表面与所述屏蔽基台的上表面实时保持平齐。
25、在一个实施例中，所述可移动基台内置有第一冷却腔，所述第一冷却腔通过气冷管道连接至气冷却系统；其中，所述气冷却系统连接至控制系统；
26、所述控制系统控制所述气冷却系统的气体流量，以调整可移动基台以及单晶金本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于MPCVD的生长单晶金刚石材料的基台，用于MPCVD沉积腔体内，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于MPCVD的生长单晶金刚石材料的基台，其特征在于，所述屏蔽基台为可移动设计；
3.根据权利要求1所述的基于MPCVD的生长单晶金刚石材料的基台，其特征在于，在可移动基台的上表面设置有钼片，作为基片托盘；所述单晶金刚石基片均匀放置在基片托盘上；
4.根据权利要求2所述的基于MPCVD的生长单晶金刚石材料的基台，其特征在于，所述可移动基台连接第一伺服电机，所述第一伺服电机连接控制系统；
5.根据权利要求1所述的基于MPCVD的生长单晶金刚石材料的基台，其特征在于，在所述MPCVD沉积腔体的观察窗外还设有相机，所述相机的拍摄方向与所述屏蔽基台的上表面平齐；
6.根据权利要求1所述的基于MPCVD的生长单晶金刚石材料的基台，其特征在于，还包括：光检测装置；其中，所述光检测装置包括微处理器、光发射装置和光接收装置；
7.根据权利要求1所述的基于MPCVD的生长单晶金刚石材料的基台，其特征在于，所述
8.根据权利要求6所述的基于MPCVD的生长单晶金刚石材料的基台，其特征在于，所述气冷管道采用硬质管道；在可移动基台上方还设有红外温度计；
9.一种基于MPCVD的生长单晶金刚石材料的方法，应用于权利要求1-8任一项所述的基于MPCVD的生长单晶金刚石材料基台，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的基于MPCVD的生长单晶金刚石材料的方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于mpcvd的生长单晶金刚石材料的基台，用于mpcvd沉积腔体内，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于mpcvd的生长单晶金刚石材料的基台，其特征在于，所述屏蔽基台为可移动设计；
3.根据权利要求1所述的基于mpcvd的生长单晶金刚石材料的基台，其特征在于，在可移动基台的上表面设置有钼片，作为基片托盘；所述单晶金刚石基片均匀放置在基片托盘上；
4.根据权利要求2所述的基于mpcvd的生长单晶金刚石材料的基台，其特征在于，所述可移动基台连接第一伺服电机，所述第一伺服电机连接控制系统；
5.根据权利要求1所述的基于mpcvd的生长单晶金刚石材料的基台，其特征在于，在所述mpcvd沉积腔体的观察窗外还设有相机，所述相机的拍摄方向与所述屏蔽基台的上表面平齐；
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱昆，颜学庆，张蔡婕，
申请(专利权)人：广东省新兴激光等离子体技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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