[發(fā)明專(zhuān)利]熱絲夾具與熱絲沉積設(shè)備及其應(yīng)用與利用其得到的器具

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810604246.8
• 申請(qǐng)日: 2018-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108505019A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐永炳;陳波;王陶;楊揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C23C16/27
• 分類(lèi)號(hào): C23C16/27
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 逯恒

本發(fā)明提供了一種熱絲夾具與熱絲沉積設(shè)備及其應(yīng)用與利用其得到的器具，涉及熱絲氣相沉積技術(shù)領(lǐng)域，該熱絲夾具，包括夾具支架，所述夾具支架上設(shè)有兩基本平行設(shè)置的熱絲承載棒，所述熱絲承載棒表面罩設(shè)有保護(hù)罩，所述保護(hù)罩上設(shè)有用于使熱絲穿設(shè)后與所述熱絲承載棒接觸的開(kāi)孔，以緩解現(xiàn)有熱絲夾具在沉積過(guò)程中易于在熱絲承載棒上沉積金剛石薄膜導(dǎo)致沉積過(guò)程溫度場(chǎng)分布不均，沉積工藝過(guò)程穩(wěn)定性差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到了提高溫度場(chǎng)均勻性和提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的技術(shù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱絲氣相沉積技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種熱絲夾具與熱絲沉積設(shè)備及其應(yīng)用與利用其得到的器具。

背景技術(shù)

熱絲化學(xué)氣相沉積法制備金剛石薄膜的基本原理如下：碳源(如甲烷、丙酮等)和氫氣的混合氣體通過(guò)金屬熱絲，在由熱絲形成的高溫領(lǐng)域內(nèi)分解出甲基和氫原子，并在一定的壓力下，大量的甲基與一定溫度的合金襯底作用以及甲基之間發(fā)生復(fù)雜的復(fù)合反應(yīng)，生成各種sp、sp2和sp3雜化的碳?xì)浠鶊F(tuán)。由于氫原子對(duì)sp2鍵結(jié)構(gòu)碳有很強(qiáng)的刻蝕作用，因而抑制了石墨的生成；同時(shí)氫原子對(duì)sp3鍵結(jié)構(gòu)碳的刻蝕作用較小，且具有一定的穩(wěn)定作用，所以最終沉積在襯底上的是熱力學(xué)不穩(wěn)定的金剛石，而非熱力學(xué)穩(wěn)定的石墨，進(jìn)而在襯底表面形成不連續(xù)的金剛石晶核。要得到品質(zhì)良好的金剛石薄膜需要在合適的溫度以及穩(wěn)定的溫度場(chǎng)下裂解混合氣體產(chǎn)生氫原子以及各種碳?xì)浠鶊F(tuán)。而溫度場(chǎng)主要受到熱絲布置、設(shè)備功率及冷卻條件的影響，合理的熱絲布置方式、熱絲間距以及樣品襯底間距能夠在滿(mǎn)足金剛石薄膜沉積生長(zhǎng)的條件下，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

在沉積過(guò)程中發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，目前現(xiàn)有的熱絲夾具中，利用夾具支架固定熱絲，用夾具支架上的熱絲承載棒為熱絲提供電流，而現(xiàn)有的熱絲夾具在多次使用后，會(huì)在熱絲承載棒上沉積金剛石薄膜，而金剛石薄膜屬于不導(dǎo)電材料，因此，會(huì)影響熱絲承載棒與熱絲之間電流的導(dǎo)通，導(dǎo)致不同熱絲之間的電流大小不一致，進(jìn)而影響溫度場(chǎng)的分布；另一方面，由于熱絲承載棒表面沉積的金剛石薄膜的厚度不均，也會(huì)造成不同位置的熱絲上通過(guò)的電流不同，其發(fā)熱量就會(huì)不同，進(jìn)而導(dǎo)致溫度場(chǎng)分布不均勻，因此，上述問(wèn)題最終會(huì)導(dǎo)致沉積工藝過(guò)程的穩(wěn)定性差，不同批次產(chǎn)品的質(zhì)量存在較大差異。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種熱絲夾具，以緩解現(xiàn)有熱絲夾具在沉積過(guò)程中易于在熱絲承載棒上沉積金剛石薄膜導(dǎo)致沉積過(guò)程溫度場(chǎng)分布不均，沉積工藝過(guò)程穩(wěn)定性差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種熱絲沉積設(shè)備，利用該熱絲沉積設(shè)備在進(jìn)行沉積時(shí)，其溫度場(chǎng)更為均勻，沉積過(guò)程穩(wěn)定性好，且同批次產(chǎn)品的質(zhì)量一致性高。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種上述熱絲夾具和熱絲沉積設(shè)備的用途。

本發(fā)明的第四目的在于提供一種利用上述熱絲沉積設(shè)備沉積得到的器具。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

一種熱絲夾具，包括夾具支架，所述夾具支架上設(shè)有兩基本平行設(shè)置的熱絲承載棒，所述熱絲承載棒表面罩設(shè)有保護(hù)罩，所述保護(hù)罩上設(shè)有用于使熱絲穿設(shè)后與所述熱絲承載棒接觸的開(kāi)孔。

進(jìn)一步的，所述開(kāi)孔為細(xì)長(zhǎng)孔，所述開(kāi)孔的長(zhǎng)度方向基本垂直于兩平行熱絲承載棒的軸線組成的平面；

優(yōu)選地，所述保護(hù)罩為長(zhǎng)方形套筒或正方形套筒；

優(yōu)選地，所述保護(hù)罩為鉬質(zhì)保護(hù)罩。

進(jìn)一步的，所述夾具支架包括依次基本平行間隔設(shè)置的第一熱絲固定桿、第一熱絲承載棒、第二熱絲承載棒和第二熱絲固定桿，所述第一熱絲固定桿可沿所述第一熱絲承載棒的垂線方向移動(dòng)；可選地，所述第二熱絲固定桿可沿所述第二熱絲承載棒的垂線方向移動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述第一熱絲承載棒上垂直連接有兩根導(dǎo)軌，所述第一熱絲固定桿滑動(dòng)安裝于所述導(dǎo)軌之間；