本实用新型专利技术公开了一种CVD装置，包括磁场部分与微波部分，所述磁场部分包括超导线圈以及液氦降温层，所述超导线圈中心设有磁场调节针，所述磁场部分下方设有微波部分的等离子腔体，所述等离子腔体与升降部分相连接。腔体顶部加可控的强磁场，让进入腔体的气体分子及等离子体状态更稳定，强磁场底部开喇叭口，同时可以不停改变方向，形成漩涡状磁场，让籽晶不止局限于向上生长。止局限于向上生长。止局限于向上生长。
【技术实现步骤摘要】
CVD装置
[0001]本技术涉及化学气相沉积设备
，尤其涉及一种CVD装置。
技术介绍
[0002]化学气相沉积(CVD)广泛应用于钻石的合成，将混合气体(氢气、氧气、氮气及甲烷等)送入腔体内进行加热，在腔体内形成一种碳等离子体，该等离子体中的碳不断沉积在腔体内的基材(碳底层)上，并逐渐积聚和硬化，从而形成钻石薄膜或薄片。现有技术的等离子体CVD设备其微波通常从腔体底部输入，然后让等离子体在腔体内自然沉降，但是该方法仅能够生成平面钻石薄膜或薄片。
[0003]中国专利文献CN113913780A公开了一种“等离子体CVD设备”。该专利包括机架及设置在机架上的腔体，所述腔体包括底板、可开启地设置在底板上的圆筒状侧壁及固定在侧壁上端的顶盖，底板、侧壁及顶盖围合构成所述腔体的内腔，侧壁内设有侧壁冷却腔，顶盖上设有均匀进气装置，底板上设有均匀排气装置，内腔的下部设有用于放置基材的平台，所述平台通过绝缘支撑环设置在底板上，平台内部设有平台冷却腔，平台冷却腔的底部设有开口，底板的中部设有微波输入孔；所述的机架上设有微波源，所述的微波源与波导同轴转换装置连接，所述波导同轴转换装置的同轴输出端的外导体与底板上的微波输入孔连接，同轴输出端的内导体为中空结构，内导体内套设有冷却液输入管，内导体的内壁与冷却液输入管的外壁之间构成冷却液输出通道，所述的内导体穿过微波输入孔与平台冷却腔底部的开口相连，所述冷却液输入管的上端位于平台冷却腔内。但是该专利在进入气腔内的气体以及等离子体不够稳定，同时在形成等离子体后，通过自然沉降形成钻石薄膜仅局限于向上生长。
技术实现思路
[0004]本技术主要解决原有化学气相沉积过程中进入气腔的气体以及等离子体不够稳定以及钻石薄膜生成仅能向上生长的技术问题，提供一种CVD装置，在等离子腔体上安装有超导线圈以及磁场调节针，通过超导线圈以及磁场调节针形成旋涡状的强磁场，该磁场不仅能够使得进入等离子腔体内的气体以及等离子体更为稳定，还能够生成旋涡状的钻石薄膜或薄片。
[0005]本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本技术包括磁场组件与微波组件，所述磁场组件包括超导线圈以及液氦降温层，所述超导线圈中心设有磁场调节针，所述磁场组件下方设有微波组件的等离子腔体，所述等离子腔体与升降组件相连接。本专利在进行化学气相沉积的等离子气腔上增加超导线圈施加一个强磁场，稳定等离子气腔内的气体以及等离子体，并使用磁场调节针进行磁场微调，在等离子气腔内获得立体状钻石薄膜。
[0006]作为优选，所述超导线圈整体为喇叭状，所述超导线圈外表面包裹有液氦降温层，所述液氦降温层顶端设有注液口。在等离子腔体上方装有超导线圈可以产生强磁场确保等
离子腔体内的气体以及等离子体更加稳定，超导线圈需要在低温环境中才能实现超导，因此在超导线圈外层设有液氦降温层，确保超导线圈始终处于低温环境，保证超导实现的基础条件。
[0007]作为优选，所述磁场调节针中心设有贯穿整体的通孔，所述磁场调节针上设有与液氮降温层相适配的螺纹。在超导线圈中心装有可调节进入深度的磁场调节针能够进一步微调超导线圈所产生的磁场，促使等离子腔体内形成所需要的钻石薄膜形状。
[0008]作为优选，所述升降组件包括丝杆升降块与丝杆升降机，所述丝杆升降块一端通过连杆与等离子腔体相连接，另一端与丝杆升降机的一端相连接，所述丝杆升降机的另一端与升降电机连接。等离子腔体与升降组件通过连杆以及丝杆升降块连接，通过升降电机的运作，工作人员可以控制等离子腔体的上下运动。
[0009]作为优选，所述丝杆升降块中心设纵向有连杆，所述纵向连杆与丝杆升降块内表面之间设有弹簧，所述丝杆升降机设有丝杆并与升降电机相连接，连杆与丝杆之间通过连接装置相连接。升降组件内设有两段丝杆，当升降电机向上运动时，前半段升降电机带动连接装置在丝杆与连杆之间同步向上运动，等离子腔体本身并不运动。但是丝杆升降块内的连杆行程较短，当连接装置运动到丝杆升降块空槽上端时，升降电机继续向上运动便会压缩连杆上端的弹簧带动丝杆升降块向上运动，由于丝杆升降块与等离子腔体通过连杆相连接，因此等离子腔体也会随之上抬。当升降电机向下运作时，若等离子腔体还未与工作平面相接触时，等离子腔体会随着升降机向下运动；若等离子腔体与工作平面相接触时，连接装置会随着升降机在纵向连杆以及丝杆之间同步向下运作，但是丝杆升降块内的纵向连杆行成较短，连接装置会触碰到空槽底端，此时丝杆升降机继续向下运作时便会压缩纵向连杆下方的弹簧并通过连接装置以及连杆给予等离子腔体一个向下作用的力，促使等离子腔体与工作平面紧密贴合。
[0010]作为优选，所述微波组件还包括微波发生器与沉积台，所述沉积台设置在等离子腔体下方，所述微波发生器与沉积台之间设有微波管与引导针。在化学气相沉积过程中，CVD装置通过微波发生装置产生微波，产生的微波通过微波管以及引导针传输到沉积台，辅助化学气相沉积完成。
[0011]作为优选，所述微波管安装在微波发生器侧面，所述微波发生器与沉积台之间设有引导针，所述引导针安装在下方。微波管连通引导针与微波发生器，通过微波管以及引导针将微波传输到沉积台下方。现有技术大多是将微波从等离子腔体上方将灌入，但是微波进入部分与沉积台距离过远导致和化学气相沉积效果不佳，因此通过微波管以及引导针从沉积台下方导入微波可以提高整体化学气相沉积效率。
[0012]作为优选，所述超导线圈连通的交流电大小为15～270Hz。在超导线圈工作时连接15～270Hz的交流电能够确保磁场的产生，在等离子腔体进行化学气相沉积时施加一个3～5T的强磁场，能够进一步确保等离子腔体的气体与等离子体状态更加稳定。
[0013]本技术的有益效果是：
[0014]1.腔体顶部加可控的强磁场，让进入腔体的气体分子及等离子体状态更稳定；强磁场底部开喇叭口，同时可以不停改变方向，形成漩涡状磁场，让籽晶不止局限于向上生长，可进行螺旋式生长。
[0015]2.丝杆升降机构通过两段丝杆轨道控制等离子腔体上下运作，上下运作时两段丝
杆的丝杆升降机能够更精密地控制等离子腔体缓慢抬起下落，给予等离子腔体一个缓冲，进一步确保设备安全。
附图说明
[0016]图1是本技术的一种CVD装置剖视图；
[0017]图2是本技术的一种超导线圈剖视图；
[0018]图3是本技术的一种丝杆升降机剖视图。
[0019]图中1.等离子腔体，2.液氦降温层，3.磁场调节针，4.超导线圈，5.丝杆升降块，6.丝杆升降机，7.升降电机，8.微波发生器，9.沉积台。
具体实施方式
[0020]下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体的说明。
[0021]实施例：本实施例的一种CVD装置，如图1所示，包括等离子腔体1，等离子腔体1安置在工作平面上，工作平面下设有微波输出部分。等离子腔体1内设有沉积台，等离子腔体1两侧安装有观察镜，工作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种CVD装置，其特征在于，包括磁场组件与微波组件，所述磁场组件包括超导线圈(4)以及液氦降温层(2)，所述超导线圈中心设有磁场调节针(3)，所述磁场组件下方设有微波组件的等离子腔体(1)，所述等离子腔体(1)与升降组件相连接。2.根据权利要求1所述的一种CVD装置，其特征在于，所述超导线圈(4)整体为喇叭状，所述超导线圈(4)外表面包裹有液氦降温层(2)，所述液氦降温层(2)顶端设有注液口。3.根据权利要求1所述的一种CVD装置，其特征在于，所述磁场调节针(3)中心设有贯穿整体的通孔，所述磁场调节针(3)上设有与液氮降温层(2)相适配的螺纹。4.根据权利要求1所述的一种CVD装置，其特征在于，所述升降组件包括丝杆升降块(5)与丝杆升降机(6)，所述丝杆升降块(5)一端通过连杆与等离子腔体(1)相连接，另一端与丝杆升降机(6)的一端相连接，所述丝杆升...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐晰人，金国辉，杨晓亮，
申请(专利权)人：新优势产业集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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