[发明专利]制备金刚石单晶的激光等离子体CVD设备及其工作方法

说明书

本发明公开制备金刚石单晶的激光等离子体CVD设备及其工作方法，包括下箱体、上箱体，下箱体与上箱体之间通过铰链转动连接，上箱体上安装有两个激光灯，下箱体一侧设置有微波发生器，微波发生器上安装有微波发射喇叭，微波发射喇叭贯穿下箱体侧壁，下箱体内安装有下基座，下基座上转动设置有下基台。本发明通过甲烷、丙酮、二氧化碳混合气体的储存设备通过碳气管向上箱体与下箱体形成的空间通入混合气体，开启激光灯，激光灯对籽晶进行照射，开启第一电机，两个第一电机输出轴配合齿轮带动齿盘转动，齿盘通过下基台带动籽晶转动，籽晶进行生长，解决现有技术中激光灯对籽晶的照射不全面，导致籽晶生长不快的技术问题。

技术领域

本发明涉及金刚石生产技术领域，具体涉及制备金刚石单晶的激光等离子体CVD设备及其工作方法。

背景技术

普通的等离子体CVD设备合成单晶金刚石的合成速率比较低，且产量不高，如果需要提高速率则需要较大功率的微波源进行改进，这样在成本和能耗上会增大很多，从而增大了设备的成本，也限制了金刚石的高速批量制备。

专利文件(CN201810159834.5)公开了一种激光增强等离子体CVD制备单晶金刚石装置及其方法，采用激光增强的方法可以提高所激发等离子体的密度，提高气体的离解率，从而加快生长效率，激光照射到基片表面可以增加基片的表面温度，从而提高粒子的表面活性，提高生长质量，但是该CVD设备对籽晶的激光照射不全面，籽晶的生长并不快，同时生长后得到的金刚石需要取出后进行激光切割，这都导致金刚石的处理效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备金刚石单晶的激光等离子体CVD设备及其工作方法，解决以下技术问题：(1)通过甲烷、丙酮、二氧化碳混合气体的储存设备通过碳气管向上箱体与下箱体形成的空间通入混合气体，开启激光灯，激光灯对籽晶进行照射，开启第一电机，两个第一电机输出轴配合齿轮带动齿盘转动，齿盘通过下基台带动籽晶转动，籽晶进行生长，解决现有技术中激光灯对籽晶的照射不全面，导致籽晶生长不快的技术问题；(2)通过籽晶生长结束后得到金刚石片，开启第二电机，第二电机输出轴带动丝杆转动，丝杆配合丝杆连接块带动移动板在活动槽内滑动，伸缩气缸活塞杆通过连接板带动激光切割头下降，激光切割头对金刚石四周多晶进行切割，而后下基台带动金刚石转动，激光切割头对金刚石进行纵向分切，解决现有技术中籽晶生长得到金刚石后需要将金刚石取出进行激光切割，对金刚石的处理效率不高的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

制备金刚石单晶的激光等离子体CVD设备，包括下箱体、上箱体，所述下箱体与上箱体之间通过铰链转动连接，所述上箱体上安装有两个激光灯，所述下箱体一侧设置有微波发生器，所述微波发生器上安装有微波发射喇叭，所述微波发射喇叭贯穿下箱体侧壁，所述下箱体内安装有下基座，所述下基座上转动设置有下基台；

所述上箱体内壁顶部安装有顶座，所述顶座上开设有活动槽，所述活动槽上滑动安装有移动板，移动板上安装有伸缩气缸，所述伸缩气缸活塞杆端部安装有连接板，所述连接板上安装有激光切割头，所述下箱体底部安装有两个废气收集箱，所述废气收集箱内安装有抽气泵，所述废气收集箱连通下箱体，所述下箱体同侧外壁安装有抽真空管、碳气管，所述抽真空管、碳气管上均安装有开关阀。

进一步的，两个激光灯对称固定于上箱体两侧，所述上箱体上安装有把手。

进一步的，所述下箱体顶部四处侧边均开设有凹槽，所述上箱体底部四处侧边均安装有密封条，所述密封条与凹槽为配合构件。

进一步的，所述下基座为中空式结构，所述下基座内安装有两个第一电机，所述下基座内安装有定位轴，所述定位轴底部转动连接下基座内壁底部，两个第一电机分别设置于定位轴两侧，所述第一电机输出轴连接有齿轮，所述定位轴顶部轴端套设有齿盘，所述齿盘设置于下基座上方，所述齿盘固定于下基台底部，所述齿盘啮合连接两个齿轮。