[发明专利]用于MPCVD设备的腔内气流场调节装置及使用方法

说明书

本发明涉及金刚石生产技术领域，特别涉及一种用于MPCVD设备的腔内气流场调节装置及使用方法，步骤如下：步骤一：加工微波等离子体反应器；步骤二：加工基片台；步骤三：加工衬底支架；步骤四：对反应腔室进行抽真空处理；步骤五：通入氢气，激发产生氢等离子体球；步骤六：调节基片台高真空微调阀和主气路高真空微调阀逐步升高气压并且同时提高微波功率，使微波功率和内腔体气压分别保持恒定比例；步骤七：进行金刚石沉积生长；步骤八：通入冷却水在真空环境下冷却；步骤九：对内腔体抽真空至本底真空后保存。通过在衬底支架的支架主体上设置钼托槽及均气槽和与抽气管道对接的抽气孔，使基片台上方的气体均匀的被抽出。

技术领域

本发明涉及金刚石生产技术领域，特别涉及一种用于MPCVD设备的腔内气流场调节装置及使用方法。

背景技术

金刚石因极其优良的物理化学性能，在各重要领域受到广泛的应用和关注。现今化学气相沉积(Chemical vapor deposition,CVD)技术是制备高质量金刚石膜的主要技术之一，其中微波CVD(MPCVD)因无极放电的影响，是目前公认高纯度金刚石的首要方法，截至目前该方法在人造钻石领域、高功率金刚石光学窗口、芯片衬底、光学透波窗口等领域得到广泛开发和应用。但目前市场上MPCVD设备气路系统较为固定，在负压生长条件下气流场的分布情况也较为单一，从而大大限制了CVD金刚石生长工艺的可操作性，因此需要一些特殊的气路结构和基片台设计去改善这一问题，从而提高CVD金刚石生长工艺的灵活性和可操作性。

且在优化生长金刚石气流环境方法时，并不能确保气体流量稳定可控，也没有一种基片台结构系统，能够配合设备的气路系统，提高金刚石生长的稳定性的装置和方法。

发明内容

针对以上存在的在优化生长金刚石气流环境方法时，并不能确保气体流量稳定可控，也没有一种基片台结构系统，能够配合设备的气路系统，提高金刚石生长的稳定性的问题，本发明的目的在于提供一种能够提供优化生长金刚石气流环境的装置及该装置的使用方法，确保使用微波等离子体反应器生长金刚石时反应器内腔体内的气流及气流流量稳定可控，并且配合该装置的气路系统，提供一个特殊基片台结构系统，提高金刚石生长的稳定性。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种用于MPCVD设备的腔内气流场调节装置，包括带有内腔体和进气口的微波等离子体反应器，设置在微波等离子体反应器内腔体底部的基片台，放置在基片台上用于金刚石生产的钼托，所述基片台设置有贯穿基片台，连接微波等离子体反应器的内腔体与微波等离子体反应器外侧的抽气管道，还包括设置在基片台顶端，用于放置钼托的衬底支架，所述衬底支架包括支架主体，以及在支架主体顶端开设的用于放置钼托的钼托槽，在所述钼托槽底面的中心处开设有贯穿支架主体并与抽气管道对接的抽气孔，在所述抽气孔周边的支架主体上设置有以抽气孔为中心，向钼托槽边沿延伸的均流槽。

上述的用于MPCVD设备的腔内气流场调节装置，所述支架主体与钼托槽周边连接处设置有台阶状的用于限定钼托位置的固定台，所述固定台与均流槽的连接处设置有与均流槽对接的固定台槽。

上述的用于MPCVD设备的腔内气流场调节装置，所述均流槽在抽气孔处的宽度与该均流槽在固定台槽处的宽度相同，均流槽的两边平行设置，两两均流槽之间呈扇形。

上述的用于MPCVD设备的腔内气流场调节装置，所述均流槽在抽气孔处的宽度小于该均流槽在固定台槽处的宽度，均流槽呈扇形，两两均流槽之间呈扇形。

上述的用于MPCVD设备的腔内气流场调节装置，所述钼托的高度低于钼托槽的边缘的高度。