CN2666928Y - 一种等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜的装置，属于化学气相沉积领域。本实用新型在传统热丝法化学气相沉积装置中引入等离子辉光放电，即在化学气相沉积装置真空室中的热丝的上方设置一上电极，在基台和上电极上的可调圆盘之间通过直流电源施加较高的偏压，使基台与圆盘之间产生辉光放电，从而极大的提高了金刚石膜的生长速率；而且由于灯丝上不再施加偏压，故其使用寿命得到大幅度提高。另外，本实用新型装置可在50Pa至6000Pa气压范围方便的进行金刚石膜等薄膜材料的掺杂沉积，还可以用于制备类金刚石膜、氮化碳膜、氮化硼膜、碳化硅膜等薄膜和掺杂沉积，应用范围非常广泛。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜的装置，属于化学气相沉积领域。
背景技术
低压合成金刚石薄膜的方法主要有微波法和热丝化学气相沉积法等，后者由于成膜纯度高、结构均匀、效率高、对设备的要求低等优点广受关注。为了提高金刚石膜的形核率和沉积速率，传统热丝化学气相沉积法已发展为偏压辅助热丝化学气相沉积法，即在传统热丝化学气相沉积设备的灯丝和基台之间施加直流偏压。但是，该方法在实际应用中存在明显不足，即在灯丝和基台之间施加的直流偏压不可太高(一般低于300V)，否则会对灯丝产生危害，严重影响热丝法的关键部位-----灯丝的使用寿命。这样势必导致金刚石膜的沉积速率难以得到实质性的提高。
发明内容
本使用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种既可大幅度延长灯丝使用寿命、又可使金刚石膜的生长速率得到实质性的提高的新型等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜的装置。
本实用新型的目的可以通过以下途径来实现：其包括真空室、与真空室相连的进气***和真空***，其中：
1、在真空室的底盘上装有可作为基台的水冷电极；
2、在基台的上方设置一根或多根与基台平行的、均匀分布的灯丝，该灯丝固定在与真空室底盘绝缘连接的支架上；
3、在灯丝上方设置有与真空室上盖绝缘连接的水冷电极(上电极)，在该电极上设置有圆盘，该圆盘处于灯丝和上电极之间。
4、下电极和上电极分别与直流电源的正负极相连。
本实用新型的目的还可以通过以下途径来实现：其下电极与真空室底盘绝缘连接，且在该电极内部设有热电偶，对基台表面的样品进行测温；
灯丝在基台上方5-15mm处设置，灯丝两端施加0-60V直流(或交流)电压进行加热；其直径为0.5-1.2mm，材质为Mo、W、Ta丝；
在上电极上设置的圆盘可在灯丝和上电极之间上下移动；上电极和下电极之间的电压为0-1200V之间可调。
本实用新型的工作原理是在热丝法化学气相沉积装置中引入等离子辉光放电，即在真空室中的灯丝的上方设置一上电极。在基台和上电极上的可调圆盘之间通过直流电源施加偏压，使基台与圆盘之间产生辉光放电，从而促进金刚石膜的生长；由于灯丝上不再施加偏压，故其使用寿命得到大幅度提高。另外，如将上电极作为阴极，则可在圆盘上放置掺杂物质，如硼的氧化物等材料，在等离子对其加热和溅射的作用下，达到对金刚石膜等薄膜材料进行掺杂的目的。
由以上可以看出，本实用新型相对于现有技术具有显著特点：
1、本实用新型的等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜装置，比传统的热丝法化学气相沉积金刚石膜装置可施加较高的偏压，非常有利于金刚石膜的生长。而且，灯丝上不再施加偏压，其使用寿命得到大幅度提高。
2、本装置的上电极可作为阴极，其上的圆盘可以放置掺杂物质等靶材料，在等离子辉光和溅射的作用下进行金刚石膜的掺杂。
3、本装置的上下电极的极性可互换，进行金刚石膜的掺杂沉积。
4、本实用新型装置除了可以制备金刚石膜外，还可以用于制备类金刚石膜、氮化碳膜、氮化硼膜、碳化硅膜等薄膜和掺杂沉积，应用范围非常广泛。
附图说明
图1本实用新型等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜的装置示意图。
具体实施方式
本实用新型的具体实施例结构如图1所示。
如图1所示的本实用新型等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜的装置，它主要有真空室1、与真空室相连的进气***2和真空***3组成，其中：
在真空室1的底盘上装有与真空室1底盘绝缘连接的水冷电极基台，或称为(下电极)，且在该电极4内部设有热电偶10，对基台4表面的样品9进行测温；处理后的样品基片9置于基台4上；
在基台4的上方5-15mm处设置多根与基台4平行的、均匀分布的灯丝5，该灯丝5直径为0.5-1.2mm，材质为Mo、W、Ta丝，固定在与真空室1底盘绝缘连接的支架6上；灯丝5两端通过外加电源11施加0-60V直流(或交流)电压进行加热；
在灯丝5上方设置有与真空室1上盖绝缘连接的水冷电极(上电极)7，在该电极7上设置有可上下移动的圆盘8，该圆盘8处于灯丝5和上电极7之间。
下电极4和上电极7分别与直流电源14的正负极相连，上电极7和下电极4之间的电压为0-1200V之间可调。
上水冷电极7和下水冷电极4通过水冷***12、13冷却，其中，12为水冷***进口，13为水冷***出口。
Claims (5)
1、一种等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜的装置，它包括真空室、与真空室相连的进气***和真空***，其特征在于：
(1)在真空室的底盘上装有也可以作为基台的下水冷电极；
(2)在下水冷电极的上方设置一根或多根与下水冷电极平行的、均匀分布的灯丝，该灯丝固定在与真空室底盘绝缘连接的支架上；
(3)在灯丝上方设置有与真空室上盖绝缘连接的上水冷电极，在该电极上设置有圆盘，该圆盘处于灯丝和上水冷电极之间；
(4)下水冷电极和上水冷电极分别与直流电源的正负极相连。
2、根据权利要求1所述的等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜的装置，其特征在于，下水冷电极与真空室底盘绝缘连接，且在该电极内部设有热电偶，对下水冷电极表面的样品进行测温。
3、根据权利要求2所述的等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜的装置，其特征在于，在上水冷电极上设置的圆盘可在灯丝和上水冷电极之间上下移动。
4、根据权利要求3所述的等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜的装置，其特征在于，上水冷电极和下水冷电极之间的电压为0-1200V之间可调。
5、根据权利要求4所述的等离子热丝法化学气相沉积金刚石膜的装置，其特征在于，灯丝在下水冷电极上方5-15mm处设置；灯丝两端施加0-60V直流(或交流)电压进行加热；灯丝的直径为0.5-1.2mm；材质为Mo、W、Ta丝。
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100453696C (zh) * | 2007-02-01 | 2009-01-21 | 南京航空航天大学 | Cvd金刚石膜连续制备*** |
| CN100500951C (zh) * | 2007-02-07 | 2009-06-17 | 吉林大学 | 高速生长金刚石单晶的装置和方法 |
| CN102011102A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-04-13 | 郑锦华 | 高界面强度类金刚石薄膜材料的常温沉积设备及其方法 |
| CN1906127B (zh) * | 2005-01-05 | 2012-01-11 | 日本普瑞伦有限责任公司 | 使用等离子体cvd制备碳膜的装置和方法以及碳膜 |
| CN102560400A (zh) * | 2012-01-17 | 2012-07-11 | 中国科学院研究生院 | 一种通过共生长对硅基薄膜进行掺杂的方法 |
| CN102719804A (zh) * | 2012-07-02 | 2012-10-10 | 兰州大学 | 气体内循环型热丝cvd金刚石膜生长装置 |
| US8307782B2 (en) | 2007-12-26 | 2012-11-13 | Kochi Industrial Promotion Center | Deposition apparatus and deposition method |
| CN103643218A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-03-19 | 中山市创科科研技术服务有限公司 | 一种制备金刚石薄膜的简单装置 |
| CN104099585A (zh) * | 2013-04-09 | 2014-10-15 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种等离子体-热丝-偏压结合制备硅薄膜的装置及方法 |
| CN105018900A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-11-04 | 刘南林 | 气相打印技术与设备 |
| CN109811298A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-28 | 中南大学 | 一种沉积金刚石涂层前硬质合金刀具预处理方法及装置 |
| CN109825821A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-31 | 中南大学 | 一种金刚石/cbn复合涂层硬质合金刀具、制备方法及装置 |
| CN110423994A (zh) * | 2019-08-10 | 2019-11-08 | 上海妙壳新材料科技有限公司 | 一种类金刚石涂层的退膜处理装置及其使用方法 |
| CN113604793A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-11-05 | 北京科技大学 | 一种脉冲空心阴极辅助热丝化学气相沉积装置和方法 |
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2003
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1906127B (zh) * | 2005-01-05 | 2012-01-11 | 日本普瑞伦有限责任公司 | 使用等离子体cvd制备碳膜的装置和方法以及碳膜 |
| CN100453696C (zh) * | 2007-02-01 | 2009-01-21 | 南京航空航天大学 | Cvd金刚石膜连续制备*** |
| CN100500951C (zh) * | 2007-02-07 | 2009-06-17 | 吉林大学 | 高速生长金刚石单晶的装置和方法 |
| US8307782B2 (en) | 2007-12-26 | 2012-11-13 | Kochi Industrial Promotion Center | Deposition apparatus and deposition method |
| CN102011102A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-04-13 | 郑锦华 | 高界面强度类金刚石薄膜材料的常温沉积设备及其方法 |
| CN102560400A (zh) * | 2012-01-17 | 2012-07-11 | 中国科学院研究生院 | 一种通过共生长对硅基薄膜进行掺杂的方法 |
| CN102719804A (zh) * | 2012-07-02 | 2012-10-10 | 兰州大学 | 气体内循环型热丝cvd金刚石膜生长装置 |
| CN102719804B (zh) * | 2012-07-02 | 2014-12-10 | 兰州大学 | 气体内循环型热丝cvd金刚石膜生长装置 |
| CN104099585A (zh) * | 2013-04-09 | 2014-10-15 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种等离子体-热丝-偏压结合制备硅薄膜的装置及方法 |
| CN103643218A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-03-19 | 中山市创科科研技术服务有限公司 | 一种制备金刚石薄膜的简单装置 |
| CN105018900A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-11-04 | 刘南林 | 气相打印技术与设备 |
| CN109811298A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-28 | 中南大学 | 一种沉积金刚石涂层前硬质合金刀具预处理方法及装置 |
| CN109825821A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-31 | 中南大学 | 一种金刚石/cbn复合涂层硬质合金刀具、制备方法及装置 |
| CN110423994A (zh) * | 2019-08-10 | 2019-11-08 | 上海妙壳新材料科技有限公司 | 一种类金刚石涂层的退膜处理装置及其使用方法 |
| CN113604793A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-11-05 | 北京科技大学 | 一种脉冲空心阴极辅助热丝化学气相沉积装置和方法 |
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