一种MPCVD装置用单晶金刚石生长晶种托

一种mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托
技术领域
1.本实用新型涉及单晶金刚石生长领域，具体涉及一种mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托。


背景技术：

2.金刚石由于具有超高硬度、优异的光学特性、极小的热膨胀系数、低的介电常数、大的带隙宽度、高的击穿电压、高的载流子迁移率和超高的热导率等特点，在多个研究领域受到人们的高度关注。
3.近年来，随着微波等离子体化学气相沉积(mpcvd)装置和单晶金刚石生长技术的进展，大尺寸、高质量化学气相沉积单晶金刚石外延生长取得突破，并朝着高功率密度的方向发展，目前，mpcvd单晶金刚石的最高生长速率已达150μm/h。
4.采用mpcvd装置生长单晶金刚石时的生长条件苛刻，伴随着mpcvd装置功率密度的提高，会导致单晶金刚石生长用钼基晶种托表面产生“热点”，使得金刚石晶种底部与钼基晶种托之间产生沉积物、碳化物，而这些沉积物、碳化物难以清理，导致晶种托的重复利用性差，同时使得金刚石晶种表面温度受到影响，不利于单晶金刚石的生长。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托，以解决现有技术中金刚石晶种底部与钼基托之间产生沉积物、碳化物，晶种托的重复利用性差，金刚石晶种表面温度受到影响，不利于单晶金刚石生长的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型的一种mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托的技术方案是：
7.一种mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托，晶种托上表面为凹球面，凹球面中心具有阶梯形通孔，阶梯形通孔由上部分和下部分组成，上部分的宽度小于小部分的宽度，阶梯形通孔中为与阶梯形通孔间隙配合的晶种垫，晶种垫的上表面高度低于晶种托的上表面高度，晶种托所用材料为金属钼，晶种垫所用材料为氮化铝。
8.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果：
9.本实用新型的mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托，晶种托上表面为凹球面，凹球面中心具有阶梯形通孔，阶梯形通孔由上部分和下部分组成，上部分的宽度小于小部分的宽度，阶梯形通孔中为与阶梯形通孔间隙配合的晶种垫，晶种垫的上表面高度低于晶种托的上表面高度，晶种托所用材料为金属钼，晶种垫所用材料为氮化铝，能够将等离子体集中起来，改善金刚石晶种的表面温度，避免金刚石晶种底部与晶种托之间产生沉积物、碳化物，提高了晶种托的重复利用性，同时还能够根据单晶金刚石的生长高度进行调整，以保障晶种处在最佳的生长环境中。
10.进一步地，所述凹球面曲率半径不小于120mm。
11.有益效果：能够进一步将等离子体集中起来。
12.进一步地，所述间隙配合的间隙范围为0.01-0.04mm。
13.有益效果：使得晶种垫与晶种托之间方便拆卸，提高了晶种托使用的便利性。
14.进一步地，所述阶梯形通孔的上部分宽度小于所述阶梯形通孔的下部分宽度8-10mm。
15.有益效果：提高对微波电场的屏蔽作用。
16.进一步地，所述晶种垫的上表面高度低于所述晶种托的上表面高度2-3mm。
17.有益效果：进一步改善金刚石晶种的表面温度。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例1的mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托结构示意图。
19.附图标记说明：1-晶种托；2-晶种垫；3-晶种。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
21.本实用新型的mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托的具体实施例1：
22.如图1所示，mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托，晶种托1上表面为凹球面，凹球面中心具有阶梯形通孔，阶梯形通孔由上部分和下部分组成，上部分的宽度小于小部分的宽度，阶梯形通孔中为与阶梯形通孔间隙配合的晶种垫2，晶种垫2的上表面高度低于晶种托1的上表面高度，晶种托1所用材料为金属钼，晶种垫2所用材料为氮化铝，晶种3可放置于晶种垫2上用于单晶金刚石的生长，凹球面曲率半径为120mm，间隙配合的间隙范围为0.01mm，所述阶梯形通孔的上部分宽度小于所述阶梯形通孔的下部分宽度8mm，所述晶种垫的上表面高度低于所述晶种托的上表面高度2mm。
23.金属钼、氮化铝、晶种均为现有技术产品，可以采用市售商品。
24.本实用新型的mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托，晶种托上表面为凹球面，凹球面中心具有阶梯形通孔，阶梯形通孔由上部分和下部分组成，上部分的宽度小于小部分的宽度，阶梯形通孔中为与阶梯形通孔匹配的晶种垫，晶种垫的上表面高度低于晶种托的上表面高度，晶种托所用材料为金属钼，晶种垫所用材料为氮化铝，能够将等离子体集中起来，改善金刚石晶种的表面温度，避免金刚石晶种底部与晶种托之间产生沉积物、碳化物，提高了晶种托的重复利用性，同时还能够根据单晶金刚石的生长高度进行调整，以保障晶种处在最佳的生长环境中。


技术特征：
1.一种mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托，其特征在于：晶种托上表面为凹球面，凹球面中心具有阶梯形通孔，阶梯形通孔由上部分和下部分组成，上部分的宽度小于小部分的宽度，阶梯形通孔中为与阶梯形通孔间隙配合的晶种垫，晶种垫的上表面高度低于晶种托的上表面高度，晶种托所用材料为金属钼，晶种垫所用材料为氮化铝。2.如权利要求1所述的mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托，其特征在于：所述凹球面曲率半径不小于120mm。3.如权利要求1所述的mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托，其特征在于：所述间隙配合的间隙范围为0.01-0.04mm。4.如权利要求1所述的mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托，其特征在于：所述阶梯形通孔的上部分宽度小于所述阶梯形通孔的下部分宽度8-10mm。5.如权利要求1所述的mpcvd装置用单晶金刚石生长晶种托，其特征在于：所述晶种垫的上表面高度低于所述晶种托的上表面高度2-3mm。

技术总结
本实用新型提供了一种MPCVD装置用单晶金刚石生长晶种托，晶种托上表面为凹球面，凹球面中心具有阶梯形通孔，阶梯形通孔由上部分和下部分组成，上部分的宽度小于小部分的宽度，阶梯形通孔中为与阶梯形通孔间隙配合的晶种垫，晶种垫的上表面高度低于晶种托的上表面高度，晶种托所用材料为金属钼，晶种垫所用材料为氮化铝，能够将等离子体集中起来，改善金刚石晶种表面温度，避免金刚石晶种底部与晶种托之间产生沉积物、碳化物，提高了晶种托的重复利用性，同时还能够根据单晶金刚石的生长高度进行调整，以保障晶种处在最佳生长环境。以保障晶种处在最佳生长环境。以保障晶种处在最佳生长环境。


技术研发人员：王志强 李明亮 刘洋 王海龙
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2021.12.21
技术公布日：2022/4/22