CN214088662U

CN214088662U - 一种样品基片台及等离子体化学气相沉积设备

Info

Publication number: CN214088662U
Application number: CN202023349018.2U
Authority: CN
Inventors: 黄春林; 刘文科; 季宇
Original assignee: Chengdu Neoman Hueray Microwave Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Neoman Hueray Microwave Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2021-08-31
Anticipated expiration: 2030-12-31

Abstract

本实用新型提供了一种样品基片台及等离子体化学气相沉积设备，属于微波技术领域。上述样品基片台包括样品台本体及封板，其中，样品台本体下表面设置有下凹槽，封板与下凹槽的槽底可拆卸连接，封板与槽底之间设置有冷却水通道，封板将冷却水封在封板与槽底之间。封板上设置有进水孔和出水孔，进水孔和出水孔分别与进水管和出水管连接，从而形成冷却水循环回路。使用时，冷却水进水管及回水管分别与封板上的进水孔和出水孔连接，通过冷却水的流动能够带走部分热量，从而能够将样品基片台维持在比较合理的温度范围内。而由于封板与槽底可拆卸连接；因此，当冷却水通道内产生水垢导致流通不畅时，可以通过打开封板的方式对冷却水通道进行清理。

Description

一种样品基片台及等离子体化学气相沉积设备

技术领域

本实用新型涉及微波领域，具体而言，涉及一种样品基片台及等离子体化学气相沉积设备。

背景技术

微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)被认为是当今国际上制备高质量金刚石膜的首选、最先进方法；而上述方法需要用到专用的微波等离子体化学气相沉积系统。上述系统工作的基本原理为，将样品基片放置于圆形谐振腔中的样品基片台上，将谐振腔抽真空，然后给谐振腔融入工艺气体。样品基片台在电场作用下容易产生大量的热量，如不及时对其进行散热，可能导致样品基片台温度过高而损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种样品基片台，其具有良好的散热效果。

本实用新型的另一目的在于提供一种等离子体化学气相沉积设备，其采用上述样品基片台。

本实用新型是这样实现的：

一种样品基片台，包括：

样品台本体，所述样品台本体的下表面设置有下凹槽；

封板，所述封板设置在所述下凹槽中，并与所述下凹槽的槽底可拆卸连接；所述封板与所述槽底之间设置有冷却水通道；所述封板上设置有进水孔和出水孔，所述进水孔和所述出水孔均与所述冷却水通道连通。

进一步，所述冷却水通道为螺旋形。

进一步，所述下凹槽的槽底设置有第一隔离板，所述第一隔离板螺旋延伸并形成第一螺旋槽；所述封板上设置有第二隔离板，所述第二隔离板螺旋延伸并形成第二螺旋槽；

所述第一隔离板插接在第二螺旋槽中，所述第二隔离板插接在第一螺旋槽中；

所述第一隔离板的高度小于所述第二螺旋槽的深度，使得所述第一隔离板与所述第二螺旋槽的槽底之间形成所述冷却水通道；

或者，所述第一隔离板的高度大于所述第二螺旋槽的深度，使得锁定第二隔离板与所述第一螺旋槽的槽底之间形成所述冷却水通道。

进一步，还包括环形挡水板，所述环形挡水板的外圆周面与所述下凹槽的侧面配合；所述环形挡水板与所述下凹槽侧面之间设置有水流通道。

进一步，还包括座板，所述座板与所述样品台本体连接；并与所述下凹槽的槽底之间形成容纳内腔；所述环形挡水板设置在所述容纳内腔中。

进一步，还包括固定盘和连接管，所述固定盘设置在所述容纳内腔中，并与所述座板连接；

所述座板的中部设置有中部通孔，所述连接管穿过所述中部通孔并与所述固定连接。

进一步，所述样品台本体为铜制材料，所述样品台本体的上表面还设置有上凹槽，所述上凹槽内设置钼块。

进一步，还包括补偿环，所述补偿环套设在所述样品片基台的外圆周上；所述样品台本体的上表面凸出所述补偿环的上表面。

一种等离子体化学气相沉积设备，包括所述的样品基片台。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过上述设计得到的样品基片台及等离子体化学气相沉积设备，使用时，冷却水进水管及回水管分别与封板上的进水孔和出水孔连接，通过冷却水的流动能够带走部分热量，从而能够将样品基片台维持在比较合理的温度范围内。而由于封板与槽底可拆卸连接；因此，当冷却水通道内产生水垢导致流通不畅时，可以通过打开封板的方式对冷却水通道进行清理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的样品基片台的轴测图；

图2是本实用新型实施例提供的样品基片台的主视图；

图3是本实用新型实施例提供的图2中A-A的剖视图；

图4是本实用新型实施例提供的样品台本体在第一角度下的立体图

图5是本实用新型实施例提供的样品台本体在第二角度下的立体图；

图6是本实用新型实施例提供的样品台本体的封板的结构示意图。

图标：100-样品基片台；110-样品台本体；112-下凹槽；114-第一隔离板；116-水流通道；120-封板；122-第二隔离板；124-分隔挡块；130-环形挡水板；140-座板；150-固定盘；160-连接管；180-钼块；190-补偿环。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1：

请参考图1-图3，本实施例提供了一种样品基片台100，其能够用于微波等离子体气相沉积设备的谐振腔中承接样品基片；微波传输到谐振腔后，在样品基片台100上部放电，从而在基片上形成金刚石膜。上述样品基片台100包括样品台本体110及封板120，其中，样品台本体110用于承接样品基片，其下表面(以使用状态为参考)设置有下凹槽112，封板120与下凹槽112的槽底可拆卸连接。封板120与槽底之间设置有冷却水通道，封板120将冷却水封在封板120与槽底之间。封板120上设置有进水孔和出水孔，进水孔和出水孔分别与进水管和出水管连接，从而形成冷却水循环回路。

具体地，请参考图4和图5，样品台本体110大致为圆形板状，其下表面设置有圆形的下凹槽112。下凹槽112的槽底设置有第一隔离板114，第一隔离板114在槽底绕槽底的圆心螺旋延伸形成第一螺旋槽；而封板120的上表面上设置有第二隔离板122，第二隔离板122绕封板120的圆心螺旋延伸形成第二螺旋槽。封板120与样品台本体110连接后，第一隔离板114刚好插接在第二螺旋槽中，第二隔离板122刚好插接在第一螺旋槽中；并且，第一隔离板114的厚度与第二螺旋槽的宽度相等，第二隔离板122的厚度与第一螺旋槽的宽度相等。由于第一隔离板114的高度小于第二螺旋槽的深度，因此，第一隔离板114与第二螺旋槽的槽底之间形成螺旋状的冷却水通道。

由于样品台本体110的上方即为谐振腔放电聚焦区域，因此，样品台上部更容易产生大量的热量。而设置上述冷却水通道，通过冷却水的流动能够带走部分热量，从而能够有效控制样品台本体110的温度。

对于面积比较大的样品台本体110，由于冷却水通道比较长，冷却水在冷却水通道中流动过程中，其温度逐渐升高冷却效果下降。因此为了改善冷却效果，上述冷却水通道的中部设置有分隔挡块124，分隔挡块将螺旋形的冷却水通道分隔成两个相对独立的通道，每个通道的首段尾端对应位置分别设置有进水孔和出水孔；整个样品台本体110连接两个进水管和两个出水管。

进一步地，上述样品基片台100还包括环形挡水板130，其外圆周面与下凹槽112的侧面(即内圆周面)配合；环形挡水板130与下凹槽112侧面之间设置有水流通道116。环形挡水板130上设置有进水孔和出水孔，用于连接进水管和出水管。

另外，样品基片台100还包括座板140，其设置于下凹槽112的槽口处，并将整个下凹槽112封堵。座板140与下凹槽112槽底之间设置有一定的间隙，从而形成容纳内腔。而环形挡水板130设置在上述容纳内腔中，其上端面与槽底抵接，下端面与座板140抵接。座板140与环形挡水板130对应的位置设置有螺栓通孔，槽底对应的位置设置有螺钉孔；螺栓通孔及对应的螺钉孔中设置有螺钉，从而将座板140、环形挡水板130与样品台本体110进行连接。

为了将整个样品基片台100与主机柜的机架(图中未示出)连接，样品基片台100还包括固定盘150和连接管160；其中，固定盘150设置在座板140上部的容纳内腔中，并通过螺钉与与座板140连接。而座板140的中部设置有中部通孔，连接管160的上端穿过中部通孔后与固定盘150连接；连接管160的下部用于与主机柜的机架连接。

上述连接管160还能够用于容纳进水管、出水管以及热偶导管，进水管、出水管分别与对应的进水口和出水口连接，热偶导管的上端延伸至样品台本体110的中部，用于对其进行测温。

本实施例中，样品台本体110、环形挡水板130及座板140均为铜制材料。所述样品台本体110的上表面中部还设置有上凹槽，所述上凹槽内设置钼块180，钼块180通过真空焊接的方式与样品台本体110连接。铜制材料有利于散热，而钼块180耐热性能较好，不易变形，上述设计解决了系统长时间连续工作时中心形变高而易于变形的难题，同时提高生产效率。

另外，上述样品基片台100还设置有补偿环190，所述补偿环190套设在所述样品片基台的外圆周上；样品台本体110的上表面凸出补偿环190的上表面形成阶梯式结构。上述设计能够大幅提高谐振腔的工作带宽，尤其适应大功率磁控管频率及微波等离子体放电负载的变化。

本实施例仅仅为众多实施例中的一种，在其它实施例中，封板120与槽底可以设置多个环形的冷却水通道，每个冷却水通道分别连接一个进水管一个出水管。

实施例2：

本实施例提供了一种等离子化学气相沉积设备，其包括主机柜和实施例1提供的样品基片台100；样品基片台100设置在主机柜的谐振腔中，并通过连接管160与主机柜的机架连接。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种样品基片台，其特征在于，包括：

样品台本体，所述样品台本体的下表面设置有下凹槽；

2.根据权利要求1所述的样品基片台，其特征在于：所述冷却水通道为螺旋形。

3.根据权利要求1所述的样品基片台，其特征在于：所述下凹槽的槽底设置有第一隔离板，所述第一隔离板螺旋延伸并形成第一螺旋槽；所述封板上设置有第二隔离板，所述第二隔离板螺旋延伸并形成第二螺旋槽；

4.根据权利要求1-3任一项所述的样品基片台，其特征在于：还包括环形挡水板，所述环形挡水板的外圆周面与所述下凹槽的侧面配合；所述环形挡水板与所述下凹槽侧面之间设置有水流通道。

5.根据权利要求4所述的样品基片台，其特征在于：还包括座板，所述座板与所述样品台本体连接；并与所述下凹槽的槽底之间形成容纳内腔；所述环形挡水板设置在所述容纳内腔中。

6.根据权利要求5所述的样品基片台，其特征在于：还包括固定盘和连接管，所述固定盘设置在所述容纳内腔中，并与所述座板连接；

7.根据权利要求1所述的样品基片台，其特征在于：

所述样品台本体为铜制材料，所述样品台本体的上表面还设置有上凹槽，所述上凹槽内设置钼块。

8.根据权利要求1所述的样品基片台，其特征在于：

还包括补偿环，所述补偿环套设在所述样品片基台的外圆周上；所述样品台本体的上表面凸出所述补偿环的上表面。

9.一种等离子体化学气相沉积设备，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的样品基片台。