一种用于制备金刚石膜的沉积台的制作方法

1.本实用新型属于化学气相沉积技术领域，涉及一种用于制备金刚石膜的沉积台，更具体的，涉及一种用于制备大面积高质量金刚石膜的沉积台。


背景技术：

2.金刚石独特的晶体结构，决定了其具有众多的优异物理化学性质，如极大的硬度、极好的化学稳定性、极低的摩擦系数、极高的弹性模量等、是一种典型的多功能材料，在能源、催化，传感器、精密加工等诸多高新技术领域有良好的应用前景。然而天然金刚石储量极少且价格昂贵，多为颗粒状，常用于首饰等奢侈品消费领域；高温高压法制备的金刚石杂质较多，且难以掺杂，多为颗粒状，多用于磨料模具领域，难以满足金刚石在高新技术领域的实际需求。
3.化学气相沉积法（cvd）是制备高品质金刚石膜的有效方法，尤其是微波化学气相沉积法（mpcvd）凭借其等离子体密度大、无电极污染等优势，成为制备高品质金刚石膜的首选方案，然而由于微波放电的“边沿效应”，导致在沉积金刚石膜时，沉积台的温度从边缘到中心逐渐减小，温差甚至可高达数十度，最终导致制备出的金刚石膜均匀性较差，难以满足金刚石膜在高新技术领域的要求，在一定程度上限制的金刚石膜的工程应用。
4.现有技术大多将沉积台制作成凹槽型，虽然在一定程度上减缓了“边沿效应”，但是导致了在沉积金刚石膜过程中，衬底与等离子的接触较差，沉积速率较低，在一定程度上增大了生产成本。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可有效避微波放电的“边沿效应”对沉积台、衬底温度的影响，保证沉积台及衬底的边缘温度与中心温度差极小，达到了制备同一等级金刚石膜的温度要求的沉积台。
6.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
7.一种用于制备金刚石膜的沉积台，所述沉积台包括：
8.衬底托，所述衬底托上顶面设置有容纳衬底的衬底卡槽；
9.基座，所述基座为轴对称结构，所述基座包括相互平行设置的圆形上顶面和圆形下底面，所述基座的上顶面中心沿其中心轴方向内凹形成容纳所述衬底托的阻温槽，所述阻温槽内侧壁与所述衬底托外侧壁之间留有一定间隙；
10.其中，所述衬底托、阻温槽、衬底卡槽均为圆柱结构或正棱柱结构，所述衬底托厚度《阻温槽深度《衬底托厚度 衬底厚度《阻温槽深度 2mm。
11.本实用新型设置衬底托、阻温槽等结构，创造性的将沉积台分为两部分，大大减低了沉积台边缘放电对沉积台、基片各点温度的影响，基本上避免了微波放电的“边沿效应”，有利于制备大面积高质量金刚石膜，扩展了金刚石膜在光学、热学等领域的应用。
12.进一步的，所述基座的高度为20~50mm。
13.进一步的，所述阻温槽内侧壁与所述衬底托外侧壁之间留有1~2mm间隙。
14.进一步的，所述衬底由可以沉积多晶金刚石的材料制成，如：硅、二氧化硅、钼、钛等。
15.进一步的，所述基座为钼材质，所述基座的上顶面面积小于下底面面积。
16.进一步的，所述上顶面与下底面之间通过弧面过渡。
17.进一步的，所述阻温槽内部设有衬底托的限位结构，所述限位结构为阻温槽底面内凹形成的限位凹槽，所述限位凹槽的直径或边长稍大于衬底托。
18.进一步的，所述衬底卡槽深度小于等于衬底厚度，大于等于衬底厚度的1/6。
19.进一步的，所述阻温槽直径或边长为衬底托直径或边长 1~2mm，所述衬底托卡槽的直径或边长为衬底直径或边长 1~2mm。
20.进一步的，所述基座的下底面设有增温槽。
21.进一步的，所述增温槽包括以下底面中心的为圆心的圆环增温槽和/或沿下底面直径设置的直线增温槽。
22.进一步的，所述增温槽设有1~5个，宽度为0.5~2mm，深度0.5~1mm。
23.本实用新型所产生的有益效果为：
24.（1）利用本实用新型所述沉积台，可有效避微波放电的“边沿效应”对沉积台、衬底温度的影响，保证沉积台及衬底的边缘温度与中心温度差极小，达到了制备同一等级金刚石膜的温度要求，有利于制备高均匀性金刚石膜。
25.（2）本发明结构简单，易于生产制造，降低了生产成本，具有良好的工业应用前景。
附图说明
26.图1为本实用新型一种用于制备金刚石膜的沉积台的仰视结构图。
27.图2为图1中a-a剖面图。
28.其中：1-基座、2-衬底托、3-阻温槽、4-衬底、5-增温槽。
具体实施方式
29.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
30.实施例1
31.参照图1，本实用新型提供一种用于制备大面积高质量金刚石膜的沉积台，所述沉积台包括衬底托2、衬底4和基座1。
32.所述基座1为轴对称结构，所述基座1包括相互平行设置的圆形上顶面和圆形下底面，所述上顶面面积小于下底面面积，所述上顶面和下底面之间弧面过渡，所述基座1的上顶面中心沿其中心轴方向内凹形成圆柱结构的容纳所述衬底托2的阻温槽3，所述衬底托2为圆柱结构，所述衬底托2上顶面中心设置有容纳衬底4的衬底卡槽；所述阻温槽3的直径大于所述衬底4；所述基座1下底面设置有增温槽5，所述增温槽5包括下底面中心的为圆心的圆环增温槽和沿下底面直径设置的直线增温槽，本实施例设有两条相互垂直的直线增温槽，形成十字形。
33.本实施例中，所述衬底托2厚度《阻温槽3深度《衬底托2厚度 衬底4厚度《阻温槽3
深度 2mm。
34.本实施例中，衬底4为硅、钛、钼等材料中的一种，且所述衬底4在沉积前经过抛光、超声等预处理，所述衬底卡槽深度小于等于衬底4厚度，大于等于衬底4厚度的1/6。
35.本实施例中，所述基座1为金属钼材质，所述基座1的高度为20mm，所述基座1的上顶面直径23mm，下顶面直径35mm；所述基座1上顶部的阻温槽深8mm，直径为22mm；所述衬底托2高度为7.6mm，直径为20mm；所述衬底卡槽深度为0.1mm，直径为19mm；所述衬底4的厚度0.6mm，直径18mm。
36.所述基座1下底面设置的增温槽5宽度为1mm，深度1mm，所述增温槽5包括3个以下底面中心的为圆心的圆环增温槽和2个沿下底面直径设置的直线增温槽，所述2个直线增温槽相互垂直设置。
37.本实施例所述沉积台的使用过程：
38.将预处理后的衬底4放置在沉积台的衬底卡槽中，衬底4厚度的至少三分之一露出衬底托2高度，本实施例中露出0.5mm，之后将沉积台放入微波等离子体化学气相沉积系统中，抽真空完成后，通入预设气体，待压强达到设定值后，开启微波，调节沉积台的位置，使等离子球完全罩住沉积台，且沉积台的边缘比较明亮，实施反应即可。
39.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。