[發明專利]用于單晶金剛石生長的晶種托

在審

• 申請號: 201910164039.X
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN111663179A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 閆石;李俊杰;顧長志
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: C30B25/00
• 分類號: C30B25/00;C30B29/04;C23C16/27;C23C16/517;C23C16/458
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 郭廣迅

本發明提供一種用于單晶金剛石生長的晶種托，其中，所述晶種托上表面(7)為凹球面，所述凹球面中心具有貫穿孔(5)，所述貫穿孔底部放置晶種墊(6)。本發明提供的晶種托可控制等離子體范圍以獲得更均勻的能量密度，從而使得單晶金剛石晶種具有更好的生長效果，生長速率達到20μm/h～30μm/h，并能夠保證生長模式為層狀模式。本發明提供的晶種托適用于不同厚度的單晶金剛石晶種，且方便拆卸清洗和重復利用。

技術領域

本發明涉及一種用于單晶金剛石生長的晶種托。具體地，本發明涉及一種用于微波等離子體化學氣相沉積法單晶金剛石生長的晶種托。

背景技術

采用微波等離子體化學氣相沉積生長單晶金剛石時的生長條件苛刻，特別是等離子體對生長效果的影響顯著。目前所用晶種托上表面為平面，導致晶種上方等離子體不均勻，生長質量較差。晶種放置位置為凹坑。導致生長后凹坑內多晶無法去除，晶種底部無定形碳難以清理，重復利用性差。凹坑深度不可調，對晶種厚度要求高，使用范圍受限嚴重。

發明內容

本發明的目的是解決上述提出的問題，使單晶金剛石生長過程中晶種上方等離子體密度均勻，提高單晶金剛石生長速率和生長質量。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明提供一種用于單晶金剛石生長的晶種托，其中，所述晶種托上表面為凹球面，所述凹球面中心具有貫穿孔，所述貫穿孔底部設有晶種墊。

優選地，在本發明所述的用于單晶金剛石生長的晶種托中，所述晶種托下部為圓柱，上部為圓臺。

本發明人出乎意料地發現，通過將用于單晶金剛石生長的晶種托上部設計成圓臺，圓臺上表面設計為凹球面，能夠在單晶金剛石生長的過程中集中等離子體，從而解決了單晶金剛石生長過程中生長速率較慢，生長質量較差的技術難題。

在本發明的用于單晶金剛石生長的晶種托中，將貫穿孔作為晶種槽，并以滑配的方式設置晶種墊，方便生長后晶種托的清理，解決了晶種托不易重復利用的難題。另外，本發明適用于更多晶種厚度。

優選地，在本發明所述的用于單晶金剛石生長的晶種托中，所述晶種托的高度為4mm～10mm。

優選地，在本發明所述的用于單晶金剛石生長的晶種托中，所述圓柱的直徑為30mm～45mm，所述圓柱的高度為3mm～9mm。

優選地，在本發明所述的用于單晶金剛石生長的晶種托中，所述圓臺的高度為1mm～2mm，圓臺上表面直徑為20mm～35mm。

優選地，在本發明所述的用于單晶金剛石生長的晶種托中，所述凹球面曲率半徑不小于113mm。

優選地，在本發明所述的用于單晶金剛石生長的晶種托中，所述貫穿孔為正方形孔，所述晶種墊為正方形墊，用于控制單晶金剛石晶種表面到所述貫穿孔上邊緣的距離。

優選地，在本發明所述的用于單晶金剛石生長的晶種托中，所述晶種墊(6)以滑配的方式置于所述貫穿孔(5)內。

優選地，在本發明所述的用于單晶金剛石生長的晶種托中，所述正方形孔邊長為5mm～10mm。

優選地，在本發明所述的用于單晶金剛石生長的晶種托中，所述正方形墊邊長為4.9mm～9.9mm，厚度為2mm～9mm。

本發明具有如下優點：

本發明提供的晶種托可以控制等離子體的范圍以獲得更均勻的能量密度，從而使得單晶金剛石晶種具有更好的生長效果，生長速率可以達到20μm/h～30μm/h，并能夠保證生長模式為層狀模式。本發明提供的晶種托適用于不同厚度的單晶金剛石晶種，且方便拆卸清洗和重復利用。

附圖說明

以下，結合附圖來詳細說明本發明的實施方案，其中：