一种基板台、沉积部和微波等离子化学气相沉积装置的制作方法

本实用新型涉及单晶金刚石技术领域，特别是涉及一种基板台、沉积部和微波等离子化学气相沉积装置。

背景技术：

微波等离子化学气相沉积法mpcvd是合成高质量金刚石最具潜力的方法之一。mpcvd装置是通过将微波发生器产生的微波，经波导传输系统进入该装置的腔内(反应腔)，往反应腔中通入甲烷和氢气的混合气体，在微波的激励下，在反应腔内产生辉光放电，使反应气体的分子离子化，产生等离子体，在基板上沉积得到金刚石膜。在某些mpcvd装置上，由于等离子火球为球形，会导致基板温度中心高、四周低等不均匀现象，使得制备多晶时存在温度差异，产品质量差(存在应力)或者制备多颗单晶时存在温差过大，质量差别较大的情况。除此之外，通入氢气后的温度与通入甲烷、氮气、氧气等的温度均存在差异。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基板台、沉积部和微波等离子化学气相沉积装置，以解决现有技术中基板温度中心高、四周低等不均匀的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型第一方面提供一种微波等离子化学气相沉积装置中的基板台，包括基板、两个以上热电偶、两个以上加热单元和控制单元；所述基板底部设有两个以上凹槽，所述热电偶和所述加热单元设于所述凹槽内；所述控制单元与所述热电偶和所述加热单元连通。

设于凹槽内的热电偶用于测定基板对应位置的温度

优选地，所述凹槽为圆环形，所述加热单元为圆环形。

优选地，所述热电偶位于所述基板与所述加热单元之间。

优选地，所述基板台还包括传热单元，所述传热单元设于所述基板的下方，用于将所述热电偶和所述加热单元封闭于所述凹槽内。

更优选地，所述传热单元设有若干凸起部，所述凸起部设于所述凹槽内，用于将所述热电偶和所述加热单元封闭于所述凹槽内。

本实用新型第二方面提供一种微波等离子化学气相沉积装置中的沉积部，包括上述基板台。

优选地，还包括冷却单元，所述冷却单元设于所述基板台下方。

更优选地，所述冷却单元包括冷却进水通路、第一冷却水支路和第二冷却水支路，所述第一冷却水支路和所述第二冷却水支路设于所述冷却进水通路的两侧，所述第一冷却水支路与所述冷却进水通路连通，所述第二冷却水支路与所述冷却进水通路连通。

一种微波等离子化学气相沉积装置，包括上述沉积部。

上述技术方案具有以下有益效果：

本实用新型提供一种基板台、沉积部和微波等离子化学气相沉积装置，降低基板的温差，使其更适合多晶或单晶的制备。

附图说明

图1是微波等离子化学气相沉积装置中的基板台的结构示意图一。

图2是本实用新型第一实施例的加热单元的俯视结构示意图。

图3是本实用新型第一实施例的基板的结构示意图。

图4是微波等离子化学气相沉积装置中的基板台的结构示意图二。

图5是微波等离子化学气相沉积装置中的基板台的结构示意图三。

图6是微波等离子化学气相沉积装置中的沉积部的结构示意图。

附图标记

1基板台

11基板

111凹槽

12热电偶

13加热单元

14传热单元

141凸起部

2冷却单元

21冷却进水通路

22第一冷却水支路

23第二冷却水支路

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1、图2和图3所示，本实用新型第一实施例提供一种微波等离子化学气相沉积装置中的基板台，包括基板11、两个以上热电偶12、两个以上加热单元13和控制单元；所述基板11底部设有两个以上凹槽111，所述热电偶12和所述加热单元13设于所述凹槽111内；所述控制单元与所述热电偶12和所述加热单元13连通。

本领域技术人员均了解，上述的控制单元均可以利用现有技术中的控制器、计算机、集成电路模块、可编程逻辑器件或其它硬件来实现。本实用新型中，所述控制单元与所述热电偶12连通，用于接收热电偶测量得到的温度信号；所述控制单元与所述加热单元13连通，用于根据接收热电偶测量得到的温度信号控制所述加热单元13的加热功率。

在基板底部设有两个以上凹槽，凹槽可以提高基板温度的均匀性，热电偶和加热单元设于凹槽内，不与等离子接触，热电偶用于测定基板对应位置的温度，控制单元用于根据接收热电偶测量得到的温度信号控制所述加热单元13的加热功率，使得基板顶部温度基本一致。

在一优选的实施方式中，所述凹槽111为圆环形，所述加热单元13为圆环形。等离子火球为球形，会导致基板温度中心高、四周低等不均匀现象，设计为圆环形利于基板顶部温度的控制。

在一优选的实施方式中，所述热电偶12位于所述基板11与所述加热单元13之间。该设计测定基板对应位置的温度更准确。

在一优选的实施方式中，如图4所示，所述基板台还包括传热单元14，所述传热单元14设于所述基板11的下方，用于将所述热电偶12和所述加热单元13封闭于所述凹槽111内。传热单元作为过渡层，将基板11产生的热量均匀向下传递，传热单元一般采用钼金属材料。

在一优选的实施方式中，如图5所示，所述传热单元14设有若干凸起部141，所述凸起部141设于所述凹槽111内，用于将所述热电偶12和所述加热单元13封闭于所述凹槽111内。该设计使得基板11和传热单元14尺寸及定位匹配，严格限制基板台位置使其中心与火球中心保持一致，利于稳定重复。

本实用新型第二实施例提供一种微波等离子化学气相沉积装置中的沉积部，包括上述基板台1。

在一优选的实施方式中，如图6所示，还包括冷却单元2，所述冷却单元2设于所述基板台1下方。冷却单元用于冷却基板台。

在一优选的实施方式中，所述冷却单元2包括冷却进水通路21、第一冷却水支路22和第二冷却水支路23，所述第一冷却水支路22和所述第二冷却水支路23设于所述冷却进水通路21的两侧，所述第一冷却水支路22与所述冷却进水通路21连通，所述第二冷却水支路23与所述冷却进水通路21连通。该设计实现基板台底部全覆盖，冷却效果佳，冷却均匀。

本实用新型第三实施例提供一种微波等离子化学气相沉积装置，包括上述沉积部。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

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