【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金刚石生长设备，具体为一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，属于金刚石生长。
技术介绍
1、金刚石是一种优秀的半导体材料，它的高导热系数、高电子和空穴迁移率、高介电击穿场、低介电损耗和宽带隙，性能超越了大多数材料。
2、但是自然存在的具有半导体性质的iib型金刚石非常稀有，以至于已公开的研究、技术或方法都是将自然存在相对数量较大的或人工生长的iia型金刚石作为衬底材料，进行半导体晶片加工。
3、因此利用化学气相沉积(cvd)生长金刚石，化学气相沉积(cvd)生长金刚石技术在生产过程中需要对原料气进行电离，而通过供气管道将原料气导入电离箱内部后，电离箱内部会出现离供气管道越远，原料气密度越低的情况，原料气浓度得不到控制，导致金刚石生长的质量降低。
技术实现思路
1、为解决以上问题，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备；包括电离室、微波系统、电离筒、控制器、换热器、供气管道和供料气泵，所述电离筒设置于电离室内部，所述供料气泵出气口与换热器底部进气口之间设置有供气结构；供气结构包括上部驱动组件、散气管和下部分流排料组件，所述散气管内部从上到下依次设置有多个流量控制阀、气压传感器和分隔板；所述散气管外侧底部开设有多个斜槽；所述散气管顶部与上部驱动组件之间设置有第一伸缩管，所述散气管底部与下部分流排料组件之间设置有第二伸缩管，上部驱动组件与电离筒之间设置有往复推动组件。
2、
3、优选地，上部驱动组件包括从动齿轮、传动齿轮、正反电机和往复丝杆，正反电机通过往复丝杆驱动传动齿轮旋转，驱动啮合的从动齿轮旋转，带动散气管进行旋转，所述从动齿轮啮合于传动齿轮一侧，所述从动齿轮固定套设于阻尼器外侧，所述往复丝杆固定安装于传动齿轮与正反电机输出端之间，所述往复丝杆贯穿电离室并与电离室通过轴承转动连接。
4、优选地，往复推动组件包括螺母副，螺母副套设于往复丝杆外侧，所述螺母副一侧固定连接有固定横板，所述固定横板底部固定连接有撞击杆，所述撞击杆外侧套设有固定弯板，往复丝杆旋转时驱动螺母副进行上下运动，使撞击杆上下运动不断撞击电离筒，所述固定弯板固定连接于电离室与正反电机之间，所述电离筒外侧底部与电离室之间固定连接有多个阻尼器，撞击杆的不断撞击会使电离筒在电离室内部进行振动。
5、优选地，所述散气管顶端贯穿电离筒并与电离筒通过轴承转动连接，多个所述流量控制阀均固定连接于散气管内部，多个所述流量控制阀与散气管之间均固定连接有导气弯管，多个流量控制阀工作，通过导气弯管向电离筒内部喷射原料气，所述分隔板固定连接于散气管内部，所述气压传感器固定连接于分隔板顶部。
6、优选地，所述散气管外侧固定套设有橡胶罩，所述斜槽开设于散气管外侧并设置于橡胶罩内部，所述散气管外侧顶部固定套设有单向轴承，所述单向轴承顶部设置有磁铁柱，电离筒固定的磁铁柱与单向轴承外圈吸附固定，对连接板进行限位，避免连接板和清理架晃动，所述磁铁柱与电离筒内腔顶部固定连接。
7、优选地，所述单向轴承一侧固定连接有连接板，所述连接板一端固定连接有清理架，清理架在电离筒内部旋转，与电离筒内壁接触的清理架对电离筒内壁进气刮擦，避免电离筒生成的金刚石粘黏在电离筒上，所述清理架底端延伸到斜槽底部。
8、优选地，所述散气管底端贯穿电离筒并通过轴承与电离筒转动连接，下部分流排料组件包括抽气管、分离箱和三通阀，所述抽气管外侧顶部通过轴承转动设置于散气管内腔底部，所述第二伸缩管固定连接于抽气管底部和三通阀常闭端之间，所述抽气管与三通阀常开端之间固定连接有引气管，所述分离箱内部设置有过滤管。
9、优选地，所述抽气管顶端固定连接有橡胶套，所述橡胶套设置于散气管内部，橡胶套内部呈现上大下小的状态，保证金刚石全部从散气管内部进入抽气管内部，所述过滤管固定连接于分离箱内腔顶部，所述过滤管与分离箱之间固定连接有排料弯管，所述排料弯管一端固定连接有收集箱，金刚石被截留到过滤管内部，金刚石通过过滤管底部固定的排料弯管进入收集箱内部暂存，所述收集箱一端固定连接有控制阀。
10、优选地，所述三通阀与抽气泵进气端之间固定连接有回气管，所述抽气泵出气端设置于换热器进气口底部，所述回气管内部固定连接有多个斜板，多个所述斜板交错分布于回气管内部，所述回气管底部固定连接有扩口管，颗粒物在重力的作用下汇集到扩口管内部，最终颗粒物进入扩口管底部螺纹连接的废料箱内部，所述扩口管外侧底部螺纹套设有废料箱，旋转废料箱离开扩口管外侧底部，即可将废料箱进行拆卸。
11、本专利技术提供了一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其具备的有益效果如下：
12、1、该附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，安装在电离室、电离筒、换热器之间设置的供气结构不但起到控制原料气在电离筒、换热器、供料气泵之间循环流动作用，还保证原料气供给排出平衡，对原料气进行冷却降温；同时上部驱动组件、散气管和下部分流排料组件组成的供气结构，通过旋转的散气管和多个流量控制阀配合控制电离筒内部原料气浓度均匀的分布，而且上部驱动组件控制往复推动组件工作使电离筒进行振动，避免电离筒内部粘黏金刚石导致的金刚石生成质量下降，保证金刚石生成的质量。下部分流排料组件在满足原料气循环时，为原料气循环和金刚石收取提供不同的路径，既能够满足原料气循环，又不会将原料气中细小颗粒当做金刚石成品收集。
13、2、该附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，正反电机反转时，此时散气管旋转方向为单向轴承自锁方向，所以散气管通过单向轴承带动连接板旋转，旋转的连接板带动清理架在电离筒内部旋转，与电离筒内壁接触的清理架对电离筒内壁进气刮擦，避免电离筒生成的金刚石粘黏在电离筒上，保证原料气与电离筒内壁反应生成金刚石的质量。
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1.一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，包括电离室(1)、微波系统(2)、电离筒(3)、控制器、换热器(4)、供气管道(7)和供料气泵(5)，所述电离筒(3)设置于电离室(1)内部，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：所述换热器(4)出气口安装有单向阀(6)，所述供气管道(7)固定安装于单向阀(6)顶部，所述供料气泵(5)出气口安装于供气管道(7)一侧，所述换热器(4)和控制器分别固定安装于电离室(1)两侧，所述供气管道(7)一端转动连接有短管(44)，所述短管(44)底端贯穿电离室(1)并与电离室(1)通过轴承转动连接，所述短管(44)底端与第一伸缩管(8)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：上部驱动组件包括从动齿轮(15)、传动齿轮(16)、正反电机(18)和往复丝杆(19)，所述从动齿轮(15)啮合于传动齿轮(16)一侧，所述从动齿轮(15)固定套设于阻尼器(43)外侧，所述往复丝杆(19)固定安装于传动齿
4.根据权利要求3所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：往复推动组件包括螺母副(20)，螺母副(20)套设于往复丝杆(19)外侧，所述螺母副(20)一侧固定连接有固定横板(21)，所述固定横板(21)底部固定连接有撞击杆(22)，所述撞击杆(22)外侧套设有固定弯板(17)，所述固定弯板(17)固定连接于电离室(1)与正反电机(18)之间，所述电离筒(3)外侧底部与电离室(1)之间固定连接有多个阻尼器(43)。
5.根据权利要求1所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：所述散气管(9)顶端贯穿电离筒(3)并与电离筒(3)通过轴承转动连接，多个所述流量控制阀(10)均固定连接于散气管(9)内部，多个所述流量控制阀(10)与散气管(9)之间均固定连接有导气弯管(11)，所述分隔板(12)固定连接于散气管(9)内部，所述气压传感器(13)固定连接于分隔板(12)顶部。
6.根据权利要求1所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：所述散气管(9)外侧固定套设有橡胶罩(23)，所述斜槽(14)开设于散气管(9)外侧并设置于橡胶罩(23)内部，所述散气管(9)外侧顶部固定套设有单向轴承(24)，所述单向轴承(24)顶部设置有磁铁柱(25)，所述磁铁柱(25)与电离筒(3)内腔顶部固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：所述单向轴承(24)一侧固定连接有连接板(26)，所述连接板(26)一端固定连接有清理架(27)，所述清理架(27)底端延伸到斜槽(14)底部。
8.根据权利要求1所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：所述散气管(9)底端贯穿电离筒(3)并通过轴承与电离筒(3)转动连接，下部分流排料组件包括抽气管(28)、分离箱(30)和三通阀(36)，所述抽气管(28)外侧顶部通过轴承转动设置于散气管(9)内腔底部，所述第二伸缩管(29)固定连接于抽气管(28)底部和三通阀(36)常闭端之间，所述抽气管(28)与三通阀(36)常开端之间固定连接有引气管(35)，所述分离箱(30)内部设置有过滤管(31)。
9.根据权利要求8所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：所述抽气管(28)顶端固定连接有橡胶套(41)，所述橡胶套(41)设置于散气管(9)内部，所述过滤管(31)固定连接于分离箱(30)内腔顶部，所述过滤管(31)与分离箱(30)之间固定连接有排料弯管(32)，所述排料弯管(32)一端固定连接有收集箱(33)，所述收集箱(33)一端固定连接有控制阀(34)。
10.根据权利要求8所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：所述三通阀(36)与抽气泵(42)进气端之间固定连接有回气管(37)，所述抽气泵(42)出气端设置于换热器(4)进气口底部，所述回气管(37)内部固定连接有多个斜板(38)，多个所述斜板(38)交错分布于回气管(37)内部，所述回气管(37)底部固定连接有扩口管(39)，所述扩口管(39)外侧底部螺纹套设有废料箱(40)。
...【技术特征摘要】
1.一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，包括电离室(1)、微波系统(2)、电离筒(3)、控制器、换热器(4)、供气管道(7)和供料气泵(5)，所述电离筒(3)设置于电离室(1)内部，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：所述换热器(4)出气口安装有单向阀(6)，所述供气管道(7)固定安装于单向阀(6)顶部，所述供料气泵(5)出气口安装于供气管道(7)一侧，所述换热器(4)和控制器分别固定安装于电离室(1)两侧，所述供气管道(7)一端转动连接有短管(44)，所述短管(44)底端贯穿电离室(1)并与电离室(1)通过轴承转动连接，所述短管(44)底端与第一伸缩管(8)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：上部驱动组件包括从动齿轮(15)、传动齿轮(16)、正反电机(18)和往复丝杆(19)，所述从动齿轮(15)啮合于传动齿轮(16)一侧，所述从动齿轮(15)固定套设于阻尼器(43)外侧，所述往复丝杆(19)固定安装于传动齿轮(16)与正反电机(18)输出端之间，所述往复丝杆(19)贯穿电离室(1)并与电离室(1)通过轴承转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：往复推动组件包括螺母副(20)，螺母副(20)套设于往复丝杆(19)外侧，所述螺母副(20)一侧固定连接有固定横板(21)，所述固定横板(21)底部固定连接有撞击杆(22)，所述撞击杆(22)外侧套设有固定弯板(17)，所述固定弯板(17)固定连接于电离室(1)与正反电机(18)之间，所述电离筒(3)外侧底部与电离室(1)之间固定连接有多个阻尼器(43)。
5.根据权利要求1所述的一种附带原料气浓度分层控制功能的单晶金刚石生长设备，其特征在于：所述散气管(9)顶端贯穿电离筒(3)并与电离筒(3)通过轴承转动连接，多个所述流量控制阀(10)均固定连接于散气管(9)内部，多个所述流量控制阀(10)与散气管(9)之间均固定连接有导气弯管(11)，所述分隔板(12)固定连接于散气管(9)内部，所述气压传感器(13)固定连接于分隔板(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：满卫东，龚闯，
申请(专利权)人：上海征世科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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