[發明專利]一種熱絲承載架及金剛石薄膜沉積設備、控制方法

在審

• 申請號: 202010323168.1
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111349906A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 李友杰;王新昶;陳龍威
• 申請（專利權）人: 李友杰
• 主分類號: C23C16/27
• 分類號: C23C16/27;C23C16/46;C23C16/52;C23C16/02
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種熱絲承載架及金剛石薄膜沉積設備的控制方法，其特征在于，所述熱絲承載架及金剛石薄膜沉積設備的控制方法包括：

第一步，使用真空泵抽取設備中的空氣，放置抽取速度過快導致氣流變化過快將微粉吹落，并且當裝置內的氣壓低于10Pa時，開啟分子泵，以獲取更高的真空度；通入氣源氣體進行沉積反應；

第二步，通過電源對金屬熱絲進行加熱，并且將混合氣體中的氫氣進行熱分解，產生原子態氫，與含有碳元素的氣體在反應過程中激發產生甲基基團，促進碳化氫的熱分解，形成sp³雜化軌道；

第三步，通過襯底接受金屬熱絲的熱輻射進行升溫，金剛石在襯底上沉積，生長形成金剛石薄膜；

第四步，控制超聲研磨機對刀具進行研磨，并且通過控制超聲波清洗機對刀具進行雜質的去除和清洗，和壓縮氮氣對刀具的吹干；并且通過真空泵和分子泵對裝置中的空氣進行抽真空，然后控制氣源、進氣管向裝置中充入混合氣體，當達到所需要的沉積氣壓時，控制金屬熱絲進行升溫，使混合氣體在高溫金屬熱絲的作用下分解，并在達到襯底表面過程中發生一系列的氣相反應，生成的基團沉積到襯底表面，形成納米金剛石薄膜。

2.如權利要求1所述的熱絲承載架及金剛石薄膜沉積設備的控制方法，其特征在于，第一步中，所述使用真空泵抽取設備中的空氣，放置抽取速度過快導致氣流變化過快將微粉吹落包括：

首先，使用真空泵抽取設備中的空氣；并利用壓力傳感器檢測氣體壓力數據；利用流量計檢測氣體流量數據；

其次，基于檢測的氣體壓力數據以及流量數據進行抽取速率計算；

最后，當抽取速率超過預設速度時，進行真空泵速率調節，放置抽取速度過快導致氣流變化過快將微粉吹落。

3.如權利要求1所述的熱絲承載架及金剛石薄膜沉積設備的控制方法，其特征在于，第一步中，所述開啟分子泵包括：

開啟分子泵，獲取檢測到的氣體壓力數據，并進行真空度的計算；當真空度達到預期值時，停止。

4.如權利要求1所述的熱絲承載架及金剛石薄膜沉積設備的控制方法，其特征在于，第一步中，所述氣源氣體種類為含碳氣體、氫氣、含氧氣體、含氮氣體；

所述含氧氣體可以是氧氣、水蒸氣及含氧化合物，加速氫氣和含碳氣體的分解；

所述含氮氣體可以是氮氣及含氮的化合物，可以有利于纖維織構金剛石膜的生長。

5.如權利要求1所述的熱絲承載架及金剛石薄膜沉積設備的控制方法，其特征在于，所述熱絲承載架及金剛石薄膜沉積設備的控制方法還包括：采用金剛石微粉對刀具進行研磨，并將研磨后的刀具分別在丙酮和去離子水溶液中進行超聲清洗，后使用壓縮氮氣進行吹干；

丙酮和去離子水的超聲清洗將刀具表面的雜質進行沖洗；同時也由于超聲波導致刀具的不斷震動，表面的顆粒雜質也會脫離刀具。

6.如權利要求1所述的熱絲承載架及金剛石薄膜沉積設備的控制方法，其特征在于，所述熱絲承載架及金剛石薄膜沉積設備的控制方法的刀具預處理方法具體包括：

步驟一，將硬質合金刀具放入盛有金剛石懸浮液的超聲清洗容器中，進行研磨；

步驟二，研磨30min后，關閉超聲研磨機，停止研磨；

步驟三，然后將研磨完成的刀具放入丙酮溶液中進行超聲波處理20min；

步驟四，將丙酮超聲處理的棒狀的刀具轉入去離子水溶液中進行超聲波處理20min；

步驟五，最后使用壓縮氮氣進行吹干。