一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)及其使用方法與流程
1.本發(fā)明屬于金剛石晶體生長(zhǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)及其使用方法。
背景技術(shù)：
2.在金剛石晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，把控金剛石晶體生長(zhǎng)溫度是十分重要的工藝參數(shù)指標(biāo)。受限于等離子體球的橢圓形的形狀影響，金剛石晶體生長(zhǎng)溫度表現(xiàn)為基片臺(tái)中間區(qū)域的晶體生長(zhǎng)溫度高，基片臺(tái)中間區(qū)域的晶體生長(zhǎng)溫度低，所以盡可能調(diào)整等離子體球的橢圓形狀，使等離子體球下球面更加平整，保持金剛石晶體生長(zhǎng)溫度的一致性是一個(gè)重要的研究，生長(zhǎng)過(guò)程中由于金剛石晶體距離等離子體球較近，有較高的生長(zhǎng)溫度，金剛石晶體下方的基片臺(tái)距離等離子體較遠(yuǎn)，基片臺(tái)溫度較低；導(dǎo)致金剛石晶體上下接觸表面存在溫度差，造成晶體生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生應(yīng)力，因此急需要一種提升基片臺(tái)的溫度，降低金剛石晶體上下接觸表面的溫度差的方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
3.本發(fā)明的目的在于：為解決現(xiàn)有的金剛石晶體生長(zhǎng)過(guò)程中由于金剛石晶體距離等離子體球較近，有較高的生長(zhǎng)溫度，金剛石晶體下方的基片臺(tái)距離等離子體較遠(yuǎn)，基片臺(tái)溫度較低；導(dǎo)致金剛石晶體上下接觸表面存在溫度差，造成晶體生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生應(yīng)力的問(wèn)題，特提供一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)及其使用方法。
4.本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)，包括基片臺(tái)，所述基片臺(tái)上表面設(shè)有圓形的基片臺(tái)托，所述基片臺(tái)托中部設(shè)有與基片臺(tái)托同心的圓形的第一凹槽，所述第一凹槽內(nèi)設(shè)有圓形的基片臺(tái)片，所述基片臺(tái)片的外緣部分的高度大于第一凹槽的深度，基片臺(tái)片的外緣凸出第一凹槽外。
5.上述方案中，所述第一凹槽的直徑與基片臺(tái)片的外徑相同。
6.上述方案中，所述第一凹槽的直徑與基片臺(tái)片的外徑均為55mm。
7.上述方案中，所述基片臺(tái)片的外緣部分高度為3.5mm，所述第一凹槽的深度為3.0mm。
8.上述方案中，所述基片臺(tái)片中部設(shè)有與基片臺(tái)片同心的圓形的第二凹槽。
9.上述方案中，所述第二凹槽深度為0.5-2mm。
10.上述方案中，所述基片臺(tái)托的上表面外緣設(shè)有圓角結(jié)構(gòu)，所述圓角的半徑為1-3mm。
11.上述方案中，所述基片臺(tái)托與基片臺(tái)片的材料為鉬。
12.一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)使用方法，所述方法包括如下步驟：s1：將基片臺(tái)片放置在基片臺(tái)托內(nèi)，并安裝至基片臺(tái)上；s2：將待生長(zhǎng)的金剛石晶體擺放至基片臺(tái)片的第二凹槽內(nèi)，其擺放面積不超過(guò)基
片臺(tái)片的第二凹槽的底面面積；s3：將擺放好的基片臺(tái)放置在生長(zhǎng)腔體中，將生長(zhǎng)腔體密封，抽出腔體內(nèi)的空氣，保持腔體內(nèi)處于真空狀態(tài)；s4：將反應(yīng)氣體氫氣、甲烷通入生長(zhǎng)腔體內(nèi)，再打開(kāi)微波電源，通過(guò)波導(dǎo)管傳輸將微波能量饋入腔體內(nèi)，微波能量激發(fā)反應(yīng)氣體進(jìn)行放電，在生長(zhǎng)腔體產(chǎn)生等離子體球，進(jìn)行金剛石晶體生長(zhǎng)。
13.本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)在基片臺(tái)上方設(shè)置基片臺(tái)托和基片臺(tái)片的方式，通過(guò)基片臺(tái)片的外緣高度高于第一凹槽的深度的方式，在基片臺(tái)片的外緣形成環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)，在等離子體放電狀態(tài)下，由于尖端放電原理環(huán)形凸起的外圓產(chǎn)生一周等離子體放電現(xiàn)象，基片臺(tái)片的尖端放電會(huì)作用于等離子體球，使等離子體球擴(kuò)大，提升金剛石晶體生長(zhǎng)溫度的一致性，同時(shí)尖端放電還會(huì)提升基片臺(tái)片的溫度狀態(tài)，減小金剛石晶體與基片臺(tái)片的溫度差，降低生長(zhǎng)中金剛石晶體的應(yīng)力。
附圖說(shuō)明
14.圖1是激光切割晶體形成錐度示意圖；圖2是本發(fā)明夾具結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明夾具結(jié)構(gòu)三維示意圖；圖4是本發(fā)明中補(bǔ)償夾具安裝的操作示意圖；其中附圖標(biāo)記具體為：1-頂部圓柱，2-圓柱，3-圓柱桿，4-凹槽，5-生長(zhǎng)腔體。
具體實(shí)施方式
15.下面將結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
16.一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)，包括基片臺(tái)4，所述基片臺(tái)4上表面設(shè)有圓形的基片臺(tái)托1，所述基片臺(tái)托1中部設(shè)有與基片臺(tái)托1同心的圓形的第一凹槽，所述第一凹槽內(nèi)設(shè)有圓形的基片臺(tái)片2，所述基片臺(tái)片2的外緣部分的高度大于第一凹槽的深度，基片臺(tái)片2的外緣凸出第一凹槽外。
17.作為優(yōu)選的，所述第一凹槽的直徑與基片臺(tái)片2的外徑相同。
18.作為優(yōu)選的，所述第一凹槽的直徑與基片臺(tái)片2的外徑均為55mm。
19.作為優(yōu)選的，所述基片臺(tái)片2的外緣部分高度為3.5mm，所述第一凹槽的深度為3.0mm。
20.作為優(yōu)選的，所述基片臺(tái)片2中部設(shè)有與基片臺(tái)片2同心的圓形的第二凹槽。
21.作為優(yōu)選的，所述第二凹槽深度為0.5-2mm。
22.作為優(yōu)選的，所述基片臺(tái)托1的上表面外緣設(shè)有圓角結(jié)構(gòu)，所述圓角的半徑為1-3mm。
23.作為優(yōu)選的，所述基片臺(tái)托1與基片臺(tái)片2的材料為鉬。
24.一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)使用方法，所述方法包括如下步驟：s1：將基片臺(tái)片2放置在基片臺(tái)托1內(nèi)，并安裝至基片臺(tái)4上；s2：將待生長(zhǎng)的金剛石晶體擺放至基片臺(tái)片2的第二凹槽內(nèi)，其擺放面積不超過(guò)基片臺(tái)片2的第二凹槽的底面面積；s3：將擺放好的基片臺(tái)放置在生長(zhǎng)腔體5中，將生長(zhǎng)腔體5密封，抽出生長(zhǎng)腔體5內(nèi)的空氣，保持生長(zhǎng)腔體5內(nèi)處于真空狀態(tài)；s4：將反應(yīng)氣體氫氣、甲烷通入生長(zhǎng)腔體5內(nèi)，再打開(kāi)微波電源，通過(guò)波導(dǎo)管傳輸將微波能量饋入生長(zhǎng)腔體5內(nèi)，微波能量激發(fā)反應(yīng)氣體進(jìn)行放電，在生長(zhǎng)腔體內(nèi)產(chǎn)生等離子體球，進(jìn)行金剛石晶體生長(zhǎng)。
25.實(shí)驗(yàn)例對(duì)照組普通單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)使用效果案例，包括如下步驟：s1：將待生長(zhǎng)金剛石晶體放置在基片臺(tái)上，其擺放直徑為50mm；s2：將擺放好的基片臺(tái)放置在生長(zhǎng)腔體中，將生長(zhǎng)腔體密封，抽出腔體內(nèi)的空氣，保持腔體內(nèi)處于真空狀態(tài)；s3：將反應(yīng)氣體氫氣、甲烷通入生長(zhǎng)腔體內(nèi)，再打開(kāi)微波電源，通過(guò)波導(dǎo)管傳輸將微波能量饋入腔體內(nèi)，微波能量激發(fā)反應(yīng)氣體進(jìn)行放電，在生長(zhǎng)腔體產(chǎn)生等離子體球，進(jìn)行金剛石晶體生長(zhǎng)；金剛石晶體生長(zhǎng)時(shí)等離子體球可覆蓋直徑為50mm，但直徑40-50mm處等離子體球能量較弱；通過(guò)使用測(cè)溫儀對(duì)單晶金剛石晶體生長(zhǎng)溫度進(jìn)行測(cè)量，其溫度范圍在810-920℃，生長(zhǎng)溫度差為110℃。
26.實(shí)驗(yàn)組一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)使用效果案例，包括如下步驟：s1：將基片臺(tái)片2放置在基片臺(tái)托1內(nèi)，并安裝至基片臺(tái)4上；s2：將待生長(zhǎng)的金剛石晶體擺放至基片臺(tái)片2的第二凹槽內(nèi)，其擺放面積不超過(guò)基片臺(tái)片2的第二凹槽的底面面積；s3：將擺放好的基片臺(tái)放置在生長(zhǎng)腔體5中，將生長(zhǎng)腔體5密封，抽出生長(zhǎng)腔體5內(nèi)的空氣，保持生長(zhǎng)腔體5內(nèi)處于真空狀態(tài)；s4：將反應(yīng)氣體氫氣、甲烷通入生長(zhǎng)腔體5內(nèi)，再打開(kāi)微波電源，通過(guò)波導(dǎo)管傳輸將微波能量饋入生長(zhǎng)腔體5內(nèi)，微波能量激發(fā)反應(yīng)氣體進(jìn)行放電，在生長(zhǎng)腔體內(nèi)產(chǎn)生等離子體球，進(jìn)行金剛石晶體生長(zhǎng)。
27.金剛石晶體生長(zhǎng)時(shí)等離子體球可覆蓋直徑為55mm，等離子體球能量分布均勻；通過(guò)使用測(cè)溫儀對(duì)單晶金剛石晶體生長(zhǎng)溫度進(jìn)行測(cè)量，其溫度范圍在860-890℃，生長(zhǎng)溫度差為30℃。
28.以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)，其特征在于：包括基片臺(tái)（4），所述基片臺(tái)（4）上表面設(shè)有圓形的基片臺(tái)托（1），所述基片臺(tái)托（1）中部設(shè)有與基片臺(tái)托（1）同心的圓形的第一凹槽，所述第一凹槽內(nèi)設(shè)有圓形的基片臺(tái)片（2），所述基片臺(tái)片（2）的外緣部分的高度大于第一凹槽的深度，基片臺(tái)片（2）的外緣凸出第一凹槽外。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)，其特征在于：所述第一凹槽的直徑與基片臺(tái)片（2）的外徑相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)，其特征在于：所述第一凹槽的直徑與基片臺(tái)片（2）的外徑均為55mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)，其特征在于：所述基片臺(tái)片（2）的外緣部分高度為3.5mm，所述第一凹槽的深度為3.0mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)，其特征在于：所述基片臺(tái)片（2）中部設(shè)有與基片臺(tái)片（2）同心的圓形的第二凹槽。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)，其特征在于：所述第二凹槽深度為0.5-2mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)，其特征在于：所述基片臺(tái)托（1）的上表面外緣設(shè)有圓角結(jié)構(gòu)，所述圓角的半徑為1-3mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)，其特征在于：所述基片臺(tái)托（1）與基片臺(tái)片（2）的材料為鉬。9.一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)使用方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：s1：將基片臺(tái)片（2）放置在基片臺(tái)托（1）內(nèi)，并安裝至基片臺(tái)（4）上；s2：將待生長(zhǎng)的金剛石晶體擺放至基片臺(tái)片（2）的第二凹槽內(nèi)，其擺放面積不超過(guò)基片臺(tái)片（2）的第二凹槽的底面面積；s3：將擺放好的基片臺(tái)放置在生長(zhǎng)腔體（5）中，將生長(zhǎng)腔體（5）密封，抽出生長(zhǎng)腔體（5）內(nèi)的空氣，保持腔體內(nèi)處于真空狀態(tài)；s4：將反應(yīng)氣體氫氣、甲烷通入生長(zhǎng)腔體（5）內(nèi)，再打開(kāi)微波電源，通過(guò)波導(dǎo)管傳輸將微波能量饋入生長(zhǎng)腔體（5）內(nèi)，微波能量激發(fā)反應(yīng)氣體進(jìn)行放電，在生長(zhǎng)腔體（5）內(nèi)產(chǎn)生等離子體球，進(jìn)行金剛石晶體生長(zhǎng)。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種單晶金剛石晶體生長(zhǎng)用基片臺(tái)及其使用方法，包括基片臺(tái)，所述基片臺(tái)上表面設(shè)有圓形的基片臺(tái)托，所述基片臺(tái)托中部設(shè)有與基片臺(tái)托同心的圓形的第一凹槽，所述第一凹槽內(nèi)設(shè)有圓形的基片臺(tái)片，基片臺(tái)片的外緣凸出第一凹槽外；本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過(guò)在基片臺(tái)上方設(shè)置基片臺(tái)托和基片臺(tái)片，基片臺(tái)片的外緣高度高于第一凹槽的深度的方式，在基片臺(tái)片的外緣形成環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)，在等離子體放電狀態(tài)下，由于尖端放電原理環(huán)形凸起的外圓產(chǎn)生一周等離子體放電現(xiàn)象，作用于等離子體球，使等離子體球擴(kuò)大，提升金剛石晶體生長(zhǎng)溫度的一致性，同時(shí)減小金剛石晶體與基片臺(tái)片的溫度差，降低生長(zhǎng)中金剛石晶體的應(yīng)力。降低生長(zhǎng)中金剛石晶體的應(yīng)力。降低生長(zhǎng)中金剛石晶體的應(yīng)力。
