一种生长金刚石的MPCVD装置的制作方法

本技术属于微波等离子体化学气相沉积装备，具体涉及一种生长金刚石的mpcvd装置。

背景技术：

1、现有技术中，单晶金刚石具有高硬度、超宽禁带、高导热，低膨胀系数小等优异性能，在工业各个领域应用十分广泛，是未来推动科学技术发展的理想材料，但金刚石外延层的生长容易受到环境的影响。

2、微波等离子体化学气相沉积技术，是一种将微波发生器产生的微波经过波导管传输，再由转换天线进入到反应腔体中，通入氢气的情况下，微波将氢气分子电离成等离子体，从而在样品台附近形成等离子体球。甲烷气体在等离子体的碰撞裂解下，在衬底表面形成金刚石外延层。当样品台四周有较高温度的等离子体分布时，就会使四周钼工装表面沉积较多的碳化物和多晶金刚石，这些难处理的碳化物和多晶金刚石的存在，需要经常处理甚至更换四周的钼工装，严重的会影响金刚石外延层生长过程。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种生长金刚石的mpcvd装置，用于解决金刚石外延层生长易受影响的问题。

2、本实用新型解决其技术问题的技术方案为：

3、一种生长金刚石的mpcvd装置，包括微波导向电线、壳体、石英隔板、上磁极、下磁极、基座、样品台和反应室，所述壳体的顶部设置微波导向电线，所述微波导向电线伸入壳体内部；所述壳体的底部设置石英隔板；所述反应室的内部设置上磁极、下磁极、基座和样品台，所述基座上表面设置样品台、下磁极，所述样品台的周围设置下磁极，所述上磁极沿反应室内壁的圆周设置，所述上磁极与下磁极均设有多个且数量相等，所述多个上磁极与多个下磁极均以样品台的中心线为对称线呈中心对称且呈环状分布，每个上磁极均与其下方的对应下磁极相对放置，所述下磁极的上表面向样品台倾斜。

4、每两个相邻的上磁极与每两个相邻的下磁极之间均具有规定的角度。

5、所述规定的角度为30°。

6、所述上磁极与其中心对称的上磁极之间具有规定的间距。

7、所述规定的间距范围为40-50mm。

8、所述下磁极包括钼层、磁板和磁铁单元。

9、所述向样品台倾斜的角度范围为20°-35°。

10、所述壳体采用不锈钢壳体。

11、本实用新型的有益效果为：通过设置上磁极、下磁极形成磁场，下磁极的上表面与水平线呈一定角度，使得等离子体热量分布均匀，金刚石表面的热量分布均匀，进而提高金刚石外延层的沉积速率。

技术特征：

1.一种生长金刚石的mpcvd装置，其特征在于：包括微波导向电线（1）、壳体（2）、石英隔板（3）、上磁极（4）、下磁极（5）、基座（6）、样品台（7）和反应室（8），所述壳体（2）的顶部设置微波导向电线（1），所述微波导向电线伸入壳体（2）内部；所述壳体（2）的底部设置石英隔板（3）；所述反应室（8）的内部设置上磁极（4）、下磁极（5）、基座（6）和样品台（7），所述基座（6）上表面设置样品台（7）、下磁极（5），所述样品台（7）的周围设置下磁极（5），所述上磁极（4）沿反应室（8）内壁的圆周设置，所述上磁极（4）与下磁极（5）均设有多个且数量相等，所述多个上磁极（4）与多个下磁极（5）均以样品台的中心线为对称线呈中心对称且呈环状分布，每个上磁极（4）均与其下方的对应下磁极（5）相对放置，所述下磁极的上表面向样品台倾斜。

2.根据权利要求1所述的生长金刚石的mpcvd装置，其特征在于：每两个相邻的上磁极（4）与每两个相邻的下磁极（5）之间均具有规定的角度。

3.根据权利要求2所述的生长金刚石的mpcvd装置，其特征在于：所述规定的角度为30°。

4.根据权利要求1所述的生长金刚石的mpcvd装置，其特征在于：所述上磁极（4）与其中心对称的上磁极（4）之间具有规定的间距。

5.根据权利要求4所述的生长金刚石的mpcvd装置，其特征在于：所述规定的间距范围为40-50mm。

6.根据权利要求1所述的生长金刚石的mpcvd装置，其特征在于：所述下磁极（5）包括钼层、磁板和磁铁单元。

7.根据权利要求1所述的生长金刚石的mpcvd装置，其特征在于：所述向样品台倾斜的角度范围为20°-35°。

8.根据权利要求1所述的生长金刚石的mpcvd装置，其特征在于：所述壳体（2）采用不锈钢壳体。

技术总结本技术公开了一种生长金刚石的MPCVD装置，包括微波导向电线、壳体、石英隔板、上磁极、下磁极、基座、样品台和反应室，所述壳体的顶部设置微波导向电线，所述微波导向电线伸入壳体内部；所述壳体的底部设置石英隔板；所述反应室的内部设置上磁极、下磁极、基座和样品台，所述基座上表面设置样品台、下磁极，所述样品台的周围设置下磁极，所述上磁极沿反应室内壁的圆周设置，所述上磁极与下磁极均设有多个且数量相等，所述多个上磁极与多个下磁极均以样品台的中心线为对称线呈中心对称且呈环状分布，每个上磁极均与其下方的对应下磁极相对放置，所述下磁极的上表面向样品台倾斜，使得等离子体热量分布均匀，金刚石表面的热量分布均匀，进而提高金刚石外延层的沉积速率。技术研发人员：郭鋆,张国凯,刘厚盛,李港雨,曹通,翟东升,杨光受保护的技术使用者：中南钻石有限公司技术研发日：20230918技术公布日：2024/5/27