[發明專利]用于MPCVD設備的腔內氣流場調節裝置及使用方法

在審

• 申請號: 202111025245.6
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113622022A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 李慶利;甄西合;趙麗媛;劉得順;朱逢銳;徐悟生;劉暢
• 申請（專利權）人: 河南微米光學科技有限公司
• 主分類號: C30B25/16
• 分類號: C30B25/16;C30B25/12;C30B25/14;C30B29/04
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 孫俊業

本發明涉及金剛石生產技術領域，特別涉及一種用于MPCVD設備的腔內氣流場調節裝置及使用方法，步驟如下：步驟一：加工微波等離子體反應器；步驟二：加工基片臺；步驟三：加工襯底支架；步驟四：對反應腔室進行抽真空處理；步驟五：通入氫氣，激發產生氫等離子體球；步驟六：調節基片臺高真空微調閥和主氣路高真空微調閥逐步升高氣壓并且同時提高微波功率，使微波功率和內腔體氣壓分別保持恒定比例；步驟七：進行金剛石沉積生長；步驟八：通入冷卻水在真空環境下冷卻；步驟九：對內腔體抽真空至本底真空后保存。通過在襯底支架的支架主體上設置鉬托槽及均氣槽和與抽氣管道對接的抽氣孔，使基片臺上方的氣體均勻的被抽出。

技術領域

本發明涉及金剛石生產技術領域，特別涉及一種用于MPCVD設備的腔內氣流場調節裝置及使用方法。

背景技術

金剛石因極其優良的物理化學性能，在各重要領域受到廣泛的應用和關注。現今化學氣相沉積(Chemical vapor deposition,CVD)技術是制備高質量金剛石膜的主要技術之一，其中微波CVD(MPCVD)因無極放電的影響，是目前公認高純度金剛石的首要方法，截至目前該方法在人造鉆石領域、高功率金剛石光學窗口、芯片襯底、光學透波窗口等領域得到廣泛開發和應用。但目前市場上MPCVD設備氣路系統較為固定，在負壓生長條件下氣流場的分布情況也較為單一，從而大大限制了CVD金剛石生長工藝的可操作性，因此需要一些特殊的氣路結構和基片臺設計去改善這一問題，從而提高CVD金剛石生長工藝的靈活性和可操作性。

且在優化生長金剛石氣流環境方法時，并不能確保氣體流量穩定可控，也沒有一種基片臺結構系統，能夠配合設備的氣路系統，提高金剛石生長的穩定性的裝置和方法。

發明內容

針對以上存在的在優化生長金剛石氣流環境方法時，并不能確保氣體流量穩定可控，也沒有一種基片臺結構系統，能夠配合設備的氣路系統，提高金剛石生長的穩定性的問題，本發明的目的在于提供一種能夠提供優化生長金剛石氣流環境的裝置及該裝置的使用方法，確保使用微波等離子體反應器生長金剛石時反應器內腔體內的氣流及氣流流量穩定可控，并且配合該裝置的氣路系統，提供一個特殊基片臺結構系統，提高金剛石生長的穩定性。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：一種用于MPCVD設備的腔內氣流場調節裝置，包括帶有內腔體和進氣口的微波等離子體反應器，設置在微波等離子體反應器內腔體底部的基片臺，放置在基片臺上用于金剛石生產的鉬托，所述基片臺設置有貫穿基片臺，連接微波等離子體反應器的內腔體與微波等離子體反應器外側的抽氣管道，還包括設置在基片臺頂端，用于放置鉬托的襯底支架，所述襯底支架包括支架主體，以及在支架主體頂端開設的用于放置鉬托的鉬托槽，在所述鉬托槽底面的中心處開設有貫穿支架主體并與抽氣管道對接的抽氣孔，在所述抽氣孔周邊的支架主體上設置有以抽氣孔為中心，向鉬托槽邊沿延伸的均流槽。

上述的用于MPCVD設備的腔內氣流場調節裝置，所述支架主體與鉬托槽周邊連接處設置有臺階狀的用于限定鉬托位置的固定臺，所述固定臺與均流槽的連接處設置有與均流槽對接的固定臺槽。

上述的用于MPCVD設備的腔內氣流場調節裝置，所述均流槽在抽氣孔處的寬度與該均流槽在固定臺槽處的寬度相同，均流槽的兩邊平行設置，兩兩均流槽之間呈扇形。

上述的用于MPCVD設備的腔內氣流場調節裝置，所述均流槽在抽氣孔處的寬度小于該均流槽在固定臺槽處的寬度，均流槽呈扇形，兩兩均流槽之間呈扇形。

上述的用于MPCVD設備的腔內氣流場調節裝置，所述鉬托的高度低于鉬托槽的邊緣的高度。