[实用新型]一种微波等离子体化学气相沉积装置

说明书

本实用新型涉及一种微波等离子体化学气相沉积装置，包括：与生长平台连接的带水冷的旋转升降机构，带水冷的旋转升降机构包括主轴、升降机构、旋转机构和冷却机构，其中，主轴与生长平台连接；升降机构与主轴连接，以驱动主轴带动生长平台在反应腔内上下移动；旋转机构与主轴连接，以驱动主轴带动生长平台在反应腔内做旋转运动；冷却机构与主轴连接，用于对生长平台进行水冷散热。本实用新型的微波等离子体化学气相沉积装置，设置有与生长平台连接的带水冷的旋转升降机构，在制备金刚石膜时，可以为化学气相沉积工艺提供稳定的生长平台，避免了金刚石膜出现生长不均匀的现象，采用水冷散热，避免了由于采用冷却空气散热对电磁波产生微扰。

技术领域

本实用新型属于金刚石膜制备技术领域，具体涉及一种微波等离子体化学气相沉积装置。

背景技术

金刚石膜具有高硬度、低摩擦系数、高热导率、高透光性、宽禁带宽度、高电阻率、高击穿场强以及高载流子迁移率等一系列优异性能，是一种性能极为优越的多功能材料。正是由于在如此多的方面都有极佳的表现，因而金刚石膜是21世纪新材料领域中最吸引人瞩目的热点材料之一。

目前人工合成金刚石的方法有高温高压法(HTHP)，直流电弧等离子体喷射法(DCAPJ)，热丝化学气相沉积法(HFCVD)，微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)，其中MPCVD是制备高品质金刚石膜的首选方法。这是由于微波激发的等离子可控性好，等离子密度高，无电极污染等一系列优点。

微波等离子体化学气相沉积装置是利用微波能实现化学气相沉积的一种工艺装置，现有的微波等离子体化学气相沉积装置在制备金刚石膜时，会存在一些问题：在金刚石膜合成过程中，反应腔中容易发热，现有技术通常在反应腔中通入冷却的空气流体进行冷却，而冷却空气流体的流动对于电磁波会产生微扰作用，对于等离子体的稳定有极大的影响。另外，在金刚石膜合成过程中，金刚石膜的高度会发生改变，会导致金刚石膜出现生长不均匀的现象。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种微波等离子体化学气相沉积装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种微波等离子体化学气相沉积装置，包括：与生长平台连接的带水冷的旋转升降机构，所述带水冷的旋转升降机构包括主轴、升降机构、旋转机构和冷却机构，其中，

所述主轴顶端与所述生长平台连接；

所述升降机构与所述主轴连接，以驱动所述主轴带动所述生长平台在反应腔内上下移动；

所述旋转机构与所述主轴连接，以驱动所述主轴带动所述生长平台在所述反应腔内做旋转运动；

所述冷却机构与所述主轴连接，用于对所述生长平台进行水冷散热。

在本实用新型的一个实施例中，所述升降机构包括第一伺服电机、第一传动件以及第一控制器，其中，

所述第一传动件与所述第一伺服电机和所述主轴连接；

所述第一控制器与所述第一伺服电机连接，用于控制所述第一伺服电机驱动所述第一传动件运动，以使所述主轴带动所述生长平台在所述反应腔内上下移动。

在本实用新型的一个实施例中，所述旋转机构包括第二伺服电机、第二传动件以及第二控制器，其中，

所述第二传动件与所述第二伺服电机和所述主轴连接；

所述第二控制器与所述第二伺服电机连接，用于控制所述第二伺服电机驱动所述第二传动件运动，以使所述主轴带动所述生长平台在所述反应腔内做旋转运动。

在本实用新型的一个实施例中，所述冷却机构包括套接在所述主轴外部的水套轴，其中，

所述水套轴侧面开设有冷却水进口和冷却水出口；