一种单晶金刚石晶体生长用基片台及其使用方法与流程
1.本发明属于金刚石晶体生长技术领域，具体涉及一种单晶金刚石晶体生长用基片台及其使用方法。
背景技术：
2.在金刚石晶体生长过程中，把控金刚石晶体生长温度是十分重要的工艺参数指标。受限于等离子体球的椭圆形的形状影响，金刚石晶体生长温度表现为基片台中间区域的晶体生长温度高，基片台中间区域的晶体生长温度低，所以尽可能调整等离子体球的椭圆形状，使等离子体球下球面更加平整，保持金刚石晶体生长温度的一致性是一个重要的研究，生长过程中由于金刚石晶体距离等离子体球较近，有较高的生长温度，金刚石晶体下方的基片台距离等离子体较远，基片台温度较低；导致金刚石晶体上下接触表面存在温度差，造成晶体生长过程中产生应力，因此急需要一种提升基片台的温度，降低金刚石晶体上下接触表面的温度差的方案。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于：为解决现有的金刚石晶体生长过程中由于金刚石晶体距离等离子体球较近，有较高的生长温度，金刚石晶体下方的基片台距离等离子体较远，基片台温度较低；导致金刚石晶体上下接触表面存在温度差，造成晶体生长过程中产生应力的问题，特提供一种单晶金刚石晶体生长用基片台及其使用方法。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种单晶金刚石晶体生长用基片台，包括基片台，所述基片台上表面设有圆形的基片台托，所述基片台托中部设有与基片台托同心的圆形的第一凹槽，所述第一凹槽内设有圆形的基片台片，所述基片台片的外缘部分的高度大于第一凹槽的深度，基片台片的外缘凸出第一凹槽外。
5.上述方案中，所述第一凹槽的直径与基片台片的外径相同。
6.上述方案中，所述第一凹槽的直径与基片台片的外径均为55mm。
7.上述方案中，所述基片台片的外缘部分高度为3.5mm，所述第一凹槽的深度为3.0mm。
8.上述方案中，所述基片台片中部设有与基片台片同心的圆形的第二凹槽。
9.上述方案中，所述第二凹槽深度为0.5-2mm。
10.上述方案中，所述基片台托的上表面外缘设有圆角结构，所述圆角的半径为1-3mm。
11.上述方案中，所述基片台托与基片台片的材料为钼。
12.一种单晶金刚石晶体生长用基片台使用方法，所述方法包括如下步骤：s1：将基片台片放置在基片台托内，并安装至基片台上；s2：将待生长的金刚石晶体摆放至基片台片的第二凹槽内，其摆放面积不超过基
片台片的第二凹槽的底面面积；s3：将摆放好的基片台放置在生长腔体中，将生长腔体密封，抽出腔体内的空气，保持腔体内处于真空状态；s4：将反应气体氢气、甲烷通入生长腔体内，再打开微波电源，通过波导管传输将微波能量馈入腔体内，微波能量激发反应气体进行放电，在生长腔体产生等离子体球，进行金刚石晶体生长。
13.本发明的有益效果是：本发明通过在基片台上方设置基片台托和基片台片的方式，通过基片台片的外缘高度高于第一凹槽的深度的方式，在基片台片的外缘形成环形凸起结构，在等离子体放电状态下，由于尖端放电原理环形凸起的外圆产生一周等离子体放电现象，基片台片的尖端放电会作用于等离子体球，使等离子体球扩大，提升金刚石晶体生长温度的一致性，同时尖端放电还会提升基片台片的温度状态，减小金刚石晶体与基片台片的温度差，降低生长中金刚石晶体的应力。
附图说明
14.图1是激光切割晶体形成锥度示意图；图2是本发明夹具结构示意图；图3是本发明夹具结构三维示意图；图4是本发明中补偿夹具安装的操作示意图；其中附图标记具体为：1-顶部圆柱，2-圆柱，3-圆柱杆，4-凹槽，5-生长腔体。
具体实施方式
15.下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.一种单晶金刚石晶体生长用基片台，包括基片台4，所述基片台4上表面设有圆形的基片台托1，所述基片台托1中部设有与基片台托1同心的圆形的第一凹槽，所述第一凹槽内设有圆形的基片台片2，所述基片台片2的外缘部分的高度大于第一凹槽的深度，基片台片2的外缘凸出第一凹槽外。
17.作为优选的，所述第一凹槽的直径与基片台片2的外径相同。
18.作为优选的，所述第一凹槽的直径与基片台片2的外径均为55mm。
19.作为优选的，所述基片台片2的外缘部分高度为3.5mm，所述第一凹槽的深度为3.0mm。
20.作为优选的，所述基片台片2中部设有与基片台片2同心的圆形的第二凹槽。
21.作为优选的，所述第二凹槽深度为0.5-2mm。
22.作为优选的，所述基片台托1的上表面外缘设有圆角结构，所述圆角的半径为1-3mm。
23.作为优选的，所述基片台托1与基片台片2的材料为钼。
24.一种单晶金刚石晶体生长用基片台使用方法，所述方法包括如下步骤：s1：将基片台片2放置在基片台托1内，并安装至基片台4上；s2：将待生长的金刚石晶体摆放至基片台片2的第二凹槽内，其摆放面积不超过基片台片2的第二凹槽的底面面积；s3：将摆放好的基片台放置在生长腔体5中，将生长腔体5密封，抽出生长腔体5内的空气，保持生长腔体5内处于真空状态；s4：将反应气体氢气、甲烷通入生长腔体5内，再打开微波电源，通过波导管传输将微波能量馈入生长腔体5内，微波能量激发反应气体进行放电，在生长腔体内产生等离子体球，进行金刚石晶体生长。
25.实验例对照组普通单晶金刚石晶体生长用基片台使用效果案例，包括如下步骤：s1：将待生长金刚石晶体放置在基片台上，其摆放直径为50mm；s2：将摆放好的基片台放置在生长腔体中，将生长腔体密封，抽出腔体内的空气，保持腔体内处于真空状态；s3：将反应气体氢气、甲烷通入生长腔体内，再打开微波电源，通过波导管传输将微波能量馈入腔体内，微波能量激发反应气体进行放电，在生长腔体产生等离子体球，进行金刚石晶体生长；金刚石晶体生长时等离子体球可覆盖直径为50mm，但直径40-50mm处等离子体球能量较弱；通过使用测温仪对单晶金刚石晶体生长温度进行测量，其温度范围在810-920℃，生长温度差为110℃。
26.实验组一种单晶金刚石晶体生长用基片台使用效果案例，包括如下步骤：s1：将基片台片2放置在基片台托1内，并安装至基片台4上；s2：将待生长的金刚石晶体摆放至基片台片2的第二凹槽内，其摆放面积不超过基片台片2的第二凹槽的底面面积；s3：将摆放好的基片台放置在生长腔体5中，将生长腔体5密封，抽出生长腔体5内的空气，保持生长腔体5内处于真空状态；s4：将反应气体氢气、甲烷通入生长腔体5内，再打开微波电源，通过波导管传输将微波能量馈入生长腔体5内，微波能量激发反应气体进行放电，在生长腔体内产生等离子体球，进行金刚石晶体生长。
27.金刚石晶体生长时等离子体球可覆盖直径为55mm，等离子体球能量分布均匀；通过使用测温仪对单晶金刚石晶体生长温度进行测量，其温度范围在860-890℃，生长温度差为30℃。
28.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
技术特征：
1.一种单晶金刚石晶体生长用基片台，其特征在于：包括基片台（4），所述基片台（4）上表面设有圆形的基片台托（1），所述基片台托（1）中部设有与基片台托（1）同心的圆形的第一凹槽，所述第一凹槽内设有圆形的基片台片（2），所述基片台片（2）的外缘部分的高度大于第一凹槽的深度，基片台片（2）的外缘凸出第一凹槽外。2.根据权利要求1所述的一种单晶金刚石晶体生长用基片台，其特征在于：所述第一凹槽的直径与基片台片（2）的外径相同。3.根据权利要求1或2所述的一种单晶金刚石晶体生长用基片台，其特征在于：所述第一凹槽的直径与基片台片（2）的外径均为55mm。4.根据权利要求1所述的一种单晶金刚石晶体生长用基片台，其特征在于：所述基片台片（2）的外缘部分高度为3.5mm，所述第一凹槽的深度为3.0mm。5.根据权利要求1所述的一种单晶金刚石晶体生长用基片台，其特征在于：所述基片台片（2）中部设有与基片台片（2）同心的圆形的第二凹槽。6.根据权利要求5所述的一种单晶金刚石晶体生长用基片台，其特征在于：所述第二凹槽深度为0.5-2mm。7.根据权利要求1所述的一种单晶金刚石晶体生长用基片台，其特征在于：所述基片台托（1）的上表面外缘设有圆角结构，所述圆角的半径为1-3mm。8.根据权利要求1所述的一种单晶金刚石晶体生长用基片台，其特征在于：所述基片台托（1）与基片台片（2）的材料为钼。9.一种单晶金刚石晶体生长用基片台使用方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：s1：将基片台片（2）放置在基片台托（1）内，并安装至基片台（4）上；s2：将待生长的金刚石晶体摆放至基片台片（2）的第二凹槽内，其摆放面积不超过基片台片（2）的第二凹槽的底面面积；s3：将摆放好的基片台放置在生长腔体（5）中，将生长腔体（5）密封，抽出生长腔体（5）内的空气，保持腔体内处于真空状态；s4：将反应气体氢气、甲烷通入生长腔体（5）内，再打开微波电源，通过波导管传输将微波能量馈入生长腔体（5）内，微波能量激发反应气体进行放电，在生长腔体（5）内产生等离子体球，进行金刚石晶体生长。
技术总结
本发明公开了一种单晶金刚石晶体生长用基片台及其使用方法，包括基片台，所述基片台上表面设有圆形的基片台托，所述基片台托中部设有与基片台托同心的圆形的第一凹槽，所述第一凹槽内设有圆形的基片台片，基片台片的外缘凸出第一凹槽外；本发明的有益效果为：本发明通过在基片台上方设置基片台托和基片台片，基片台片的外缘高度高于第一凹槽的深度的方式，在基片台片的外缘形成环形凸起结构，在等离子体放电状态下，由于尖端放电原理环形凸起的外圆产生一周等离子体放电现象，作用于等离子体球，使等离子体球扩大，提升金刚石晶体生长温度的一致性，同时减小金刚石晶体与基片台片的温度差，降低生长中金刚石晶体的应力。降低生长中金刚石晶体的应力。降低生长中金刚石晶体的应力。
