[实用新型]热丝承载架及金刚石薄膜沉积设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学气相沉积金刚石图层领域，具体涉及金刚石薄膜加工领域，尤其涉及一种用于沉积金刚石薄膜的热丝承载架以及用于在铣刀上加工金刚石薄膜的金刚石薄膜沉积设备。

背景技术

热丝气相沉积法制备金刚石薄膜的基本原理如下：将具有金刚石分子结构的碳源(如甲烷、丙酮等)和氢气的混合气体通过金属热丝，然后通过对金属热丝施加电压与电流从而使金属热丝发热来分解混合气体，获得所需的各种碳氢基团。具体的，该混合气体在由金属热丝形成的高温范围内分解出甲基和氢原子，并在一定的腔内压力下，大量的甲基与温度合适的衬底表面发生化学作用，以及大量甲基之间相互发生复杂的复合反应，从而生成各种sp、sp2和sp3杂化的碳氢基团。由于原子氢对sp2键结构的碳有很强的刻蚀作用，因而能抑制石墨的生成。同时原子氢对sp3键结构碳的刻蚀作用较小，且具有一定的稳定作用，所以最终沉积在衬底上的是热力学不稳定的金刚石，而非热力学稳定的石墨，进而在基体表面形成不连续的金刚石晶核。

因此，要得到品质良好的金刚石薄膜，就需要适合而且稳定的温度场来裂解混合气体，才能产生氢原子以及各种碳氢基团，其中，温度场主要受到热丝以及样品衬底的影响。然而，现有的金刚石薄膜沉积设备中的热丝通常是固定不可调的，导致其温度场也无法灵活调控，难以在满足金刚石膜沉积生长的条件下降低生产成本、提高生产效率。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型实施例提供一种热丝承载架及金刚石薄膜沉积设备，其可解决传统金刚石薄膜沉积设备中由于热丝固定不可调而致使无法灵活调控温度场进而导致生产成本偏高、生产效率较低的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种热丝承载架，包括主架体以及安装于主架体上的多根热丝，所述主架体包括平行设置的两固定架以及多个连接件，多个所述连接件可拆卸地装设于所述固定架上，并可沿着所述固定架的轴向延伸方向移动，所述热丝的相对两端通过所述连接件连接至两个所述固定架上，以通过调整所述固定架上所述连接件的数量相应调整设置于所述主架体上安装的热丝的数量，并通过调节所述连接件的位置以相应调节设置于所述主架体上所述热丝之间的间距。

其中，所述热丝承载架通过拆卸或加装所述固定架上的连接件，对应减少或增加所述主架体上安装的热丝的数量；所述热丝承载架还通过滑动所述固定架上的连接件，对应带动所述连接件上的热丝移动而调节与其他热丝之间的间距。

其中，每一所述固定架上分别开设一沿所述固定架的轴向延伸方向设置的滑槽，所述连接件可拆卸地装设于该滑槽中，并可在该滑槽中沿着所述固定架的轴向滑动，以对应调节固定在被滑动连接件上的热丝与其他热丝之间的间距。

其中，所述热丝承载架还包括若干支撑电极，所述支撑电极垂直连接至所述主架体，用以支撑所述热丝承载架以及为所述热丝供电。

其中，所述热丝承载架还包括多个弹性件，每一所述弹性件连接至一所述热丝与相邻的连接件之间，使每一所述根热丝的至少一端通过所述弹性件连接至所述连接件上，以通过所述弹性件拉紧相连接的热丝。

其中，至少一所述固定架上的所述连接件用于连接所述热丝的一端长度可调。

其中，所述主架体还包括连接框以及连接至所述连接框的至少一连接臂，所述连接框与其中一固定架连接并围成一加工面，所述另一固定架与所述连接臂连接并围成一张紧面，所述张紧面与所述加工面形成一夹角，固定于两个所述固定架上的热丝抵持所述连接框成折线设置，所述热丝对应分成平行所述张紧面的张紧段以及平行加工面的加工段两部分。

另一方面，本实用新型还提供一种金刚石薄膜沉积设备，其包括上述热丝承载架。

其中，所述金刚石薄膜沉积设备还包括样品基台，所述样品基台包括多个固定孔以及可拆卸装设于所述固定孔中的夹具，所述夹具上设有夹持部，所述样品基台通过所述固定孔固定待加工的样品，或者通过所述固定孔装设所述夹具后，再通过所述夹具的夹持部固定待加工的样品。

其中，所述样品基台与所述夹具均采用高导热材料制成，所述夹持部为中空结构，且所述夹持部的内径与所述固定孔的内径尺寸不同。

综上所述，上述实施例中提供的热丝承载架以及具有上述热丝承载架的金刚石薄膜沉积设备，能够自由调节所述热丝的数量、热丝之间的间距以及所述热丝与所述样品基台的间距，从而实现对不同温度场的控制，可灵活调控得到不同的工艺参数，在满足金刚石膜沉积生长的条件下，降低生产成本，提高生产效率。

附图说明