[发明专利]一种MPCVD设备基片台控温装置及方法

说明书

本发明公开了一种MPCVD设备基片台控温装置，包括位于中心的圆形基片台和多个同心环形基片台，所述圆形基片台和多个同心环形基片台间具有相同的中心轴，相邻基片台的间隔距离为1mm‑10mm，每个基片台配置单独的冷却水路，所述冷却水路可通过控制通入冷却水的流速、流量，控制基片台的冷却速度。通过控制基片台的温度，调节控制金刚石生长过程中基底的温度，进而在金刚石沉积过程中控制基板温度。在金刚石生长过程中，通过控制散热对金刚石表面温度进行控制，使沉积过程中各颗金刚石表面温度接近，这样，同一批次生产的金刚石的生长速率以及品质一致，有利于批量生产。

技术领域

本发明涉及MPCVD(微波等离子体化学气相沉积)设备领域，具体是一种MPCVD设备基片台控温装置及方法。

背景技术

MPCVD设备为一种常见的气相沉积设备，特别适合于金刚石生产，通过等离子体在基片台上的基片表面沉积金刚石。为实现批量生产，基片台上会按照阵列放置基片(如金刚石单晶片)，为了实现各个基片表面均匀沉积金刚石，要求整个生长过程各个基片的上表面温度尽量保持一致。但是，由于MPCVD设备制备金刚石薄膜时在金刚石沉积过程中，理想状态下，等离子体形态呈轴对称(参见图5)，中心区域等离子体更靠近基片，使得基片台中心处基片的温度比周围基片的温度高。

现有技术201610256111.8的发明专利“利用MPCVD中频感应辅助加热制备金刚石薄膜的方法”,通过基片台配置加热器，通过加热来控制基板温度；是对整个基片台进行控温，无法控制基片台某一区域的温度变化，仅适合制备金刚石薄膜，不能使控制基片台各个区域的散热，调控基片的温度，使得所有基片温度保持一致。

发明内容

本发明为克服上述现有技术上的不足而提供一种MPCVD设备基片台控温装置及方法，包括位于中心的圆形基片台和多个环形基片台，每个基片台配置单独的冷却介质冷却流道。所述的多个环形基片台套在圆形基片台外围。

所述圆形基片台和多个环形基片台间具有相同的中心轴。

相邻基片台的间隔距离为1mm-10mm，每个基片台配置单独的冷却流道。

所述冷却流道可通过控制通入冷却介质的种类、流速、流量，控制基片台的冷却速度。

所述的冷却介质为可带走基片台热量的流体，可选为冷却水、乙二醇等。所述的不同基片台中的冷却流道中的冷却介质可以相同，也可以不同。

进一步地，还包括气体源，所述气体源中的气体通入所述冷却流道中，可通过控制向冷却介质中混入气体的流量，控制基片台的冷却速度。

具体地，所述每个基片台配置单独的冷却流道具体为：所述环形基片台冷却流道沿环形基片台环绕一周，圆形基片台冷却流道为常规冷却流道。

更进一步地，所述圆形基片台和多个环形基片台上，放置带有开孔的钼片，开孔的大小和位置与沉积过程中放置在基片台上的金刚石籽晶对应，所述圆形基片台和多个同心环形基片台间的缝隙被钼片罩住。

优选的，所述的圆形基片台和多个同心环形基片台上表面基本齐平。

优选地，所述钼片厚度为0.5mm-1.5mm。

优选地，所述相邻基片台的间隔距离为2mm-5mm。

基于一种MPCVD设备基片台控温装置的控温方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、安装所述MPCVD设备基片台控温装置；

步骤2、启动所述MPCVD设备开始生产制备金刚石，同时开启MPCVD设备基片台控温装置；

步骤3、通过采用调节冷却流道中冷却介质种类、流速、流量、混入冷却介质中气体的流量这四种手段中的一种或多种，控制散热，调控金刚石表面温度。