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公开(公告)号：CN111979579B
公开(公告)日：2021-11-09
申请号：CN202010857467.3
申请日：2020-08-24
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C30B29/04 , C30B25/00 , C23C16/27 , C23C16/511
Abstract: 用于化学气相沉积单晶金刚石高速生长的等离子体聚集装置，本发明涉及一种微波等离子体化学气相沉积设备中的等离子体聚集装置，它为了解决现有微波等离子体化学气相沉积金刚石生长过程中金刚石生长速率较慢的问题。本发明等离子体聚集装置包括基座、中心柱和底座，基座为球台形，基座的中心处开有中心通孔；中心柱的顶部开有样品凹槽，中心柱的底部带有外螺纹；底座的上表面开有沉孔，底座的中心开有螺纹孔，中心柱插入基座的中心通孔内，中心柱的底部插入螺纹孔中与底座螺纹连接，基座嵌入底座的沉孔内。本发明等离子体聚集装置通过改变腔体内金属边界的形状来改变电场聚集的位置和强度，显著增强MPCVD中的等离子体密度，提高生长速度。
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公开(公告)号：CN111979579A
公开(公告)日：2020-11-24
申请号：CN202010857467.3
申请日：2020-08-24
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C30B29/04 , C30B25/00 , C23C16/27 , C23C16/511
Abstract: 用于化学气相沉积单晶金刚石高速生长的等离子体聚集装置，本发明涉及一种微波等离子体化学气相沉积设备中的等离子体聚集装置，它为了解决现有微波等离子体化学气相沉积金刚石生长过程中金刚石生长速率较慢的问题。本发明等离子体聚集装置包括基座、中心柱和底座，基座为球台形，基座的中心处开有中心通孔；中心柱的顶部开有样品凹槽，中心柱的底部带有外螺纹；底座的上表面开有沉孔，底座的中心开有螺纹孔，中心柱插入基座的中心通孔内，中心柱的底部插入螺纹孔中与底座螺纹连接，基座嵌入底座的沉孔内。本发明等离子体聚集装置通过改变腔体内金属边界的形状来改变电场聚集的位置和强度，显著增强MPCVD中的等离子体密度，提高生长速度。
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公开(公告)号：CN109023517B
公开(公告)日：2020-09-01
申请号：CN201811213112.X
申请日：2018-10-17
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种利用聚焦离子束技术消除单晶金刚石籽晶表面缺陷的方法，本发明涉及消除单晶金刚石籽晶表面缺陷的方法。本发明要解决现有的MPCVD生长中籽晶表面由于激光加工和抛光不完善导致的表面缺陷富集，进而影响外延生长金刚石质量的问题。方法：一、单晶金刚石籽晶清洗；二、喷金处理；三、放置样品；四、关舱；五、抽真空；六、聚焦离子束扫描刻蚀；七、吹洗样品。本发明用于一种利用聚焦离子束技术消除单晶金刚石籽晶表面缺陷的方法。
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公开(公告)号：CN109023517A
公开(公告)日：2018-12-18
申请号：CN201811213112.X
申请日：2018-10-17
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种利用聚焦离子束技术消除单晶金刚石籽晶表面缺陷的方法，本发明涉及消除单晶金刚石籽晶表面缺陷的方法。本发明要解决现有的MPCVD生长中籽晶表面由于激光加工和抛光不完善导致的表面缺陷富集，进而影响外延生长金刚石质量的问题。方法：一、单晶金刚石籽晶清洗；二、喷金处理；三、放置样品；四、关舱；五、抽真空；六、聚焦离子束扫描刻蚀；七、吹洗样品。本发明用于一种利用聚焦离子束技术消除单晶金刚石籽晶表面缺陷的方法。
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公开(公告)号：CN114892149B
公开(公告)日：2025-01-10
申请号：CN202210586975.1
申请日：2022-05-27
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 用于金刚石材料生长的椭球形MPCVD装置，本发明属于金刚石材料生长装备领域，本发明要解决现有MPCVD谐振腔体运行过程中存在微波能量耦合效率低的问题。本发明用于金刚石材料生长的椭球形MPCVD装置中的矩形波导的一端设置有微波电源，矩形波导的另一端设置有短路活塞，矩形波导的下部设置椭球形谐振腔体，微波天线的一端经波导伸入椭球形谐振腔体内，所述椭球形谐振腔体的腔壁呈椭球形，椭球形谐振腔体的腔壁内部为中空结构，样品台设置在椭球形谐振腔体的底部，抽气系统和进气系统分别通过管路与椭球形谐振腔体相连通。本发明利用椭球体双焦点特性，能够实现高密度等离子体激发及金刚石的沉积生长。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113957522A
公开(公告)日：2022-01-21
申请号：CN202111000448.X
申请日：2021-08-27
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 用于金刚石单晶生长的MPCVD装置，本发明属于微波等离子体辅助化学气相沉积领域，它要解决现有MPCVD装备沉积面积小、沉积速率低、难以长时稳定生长的问题。本发明MPCVD装置中微波谐振腔下方设置有矩形波导和同轴波导，矩形波导的一端连接有微波产生系统，同轴波导的下部与矩形波导管相连通，同轴波导的上端与微波谐振腔相通，同轴天线与水冷台一体化结构同轴套设在同轴波导内，同轴天线与水冷台一体化结构由天线组件和升降水冷件同轴套设组成，在微波谐振腔的顶部开有匀气腔。本发明微波等离子体化学气相沉积装置，最大程度优化了多模等离子体谐振腔，有效增加了沉积面积，提高了功率密度和沉积速率。
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公开(公告)号：CN109183146B
公开(公告)日：2020-08-07
申请号：CN201811213111.5
申请日：2018-10-17
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种利用电感耦合等离子体技术消除单晶金刚石籽晶表面缺陷的方法，本发明涉及单晶金刚石籽晶缺陷的消除方法。本发明要解决现有MPCVD生长中籽晶表面由于激光加工和抛光不完善导致的表面缺陷富集，进而影响外延生长金刚石质量的问题。方法：一、单晶金刚石籽晶清洗；二、制备遮挡掩体；三、放置样品；四、关舱；五、抽真空；六、电感耦合等离子体处理。本发明用于一种利用电感耦合等离子体技术消除单晶金刚石籽晶表面缺陷的方法。
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公开(公告)号：CN114974471A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210519106.7
申请日：2022-05-13
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种MPCVD金刚石生长设备的优化方法，本发明是为了解决现有MPCVD设备设计过程中，仅依靠有限元仿真难以实现设备高效设计的问题。优化方法：一、建立MPCVD设备仿真计算几何模型；二、利用多物理场仿真软件计算下腔体半径r1和上腔体高度h2与目标函数值M的相关性最大；三、建立前馈神经网络，以下腔体半径r1和上腔体高度h2作为输入数据，输出层为预测值M*进行训练；四、采用训练后的人工神经网络对目标函数进行预测，当预测值M*取最大值时，下腔体半径r1和上腔体高度h2的取值作为金刚石生长设备的优化尺寸。本发明基于人工神经网络优化MPCVD设备的尺寸，能够对不同几何参数下的微波谐振效果进行快速预测。
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公开(公告)号：CN114892149A
公开(公告)日：2022-08-12
申请号：CN202210586975.1
申请日：2022-05-27
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 用于金刚石材料生长的椭球形MPCVD装置，本发明属于金刚石材料生长装备领域，本发明要解决现有MPCVD谐振腔体运行过程中存在微波能量耦合效率低的问题。本发明用于金刚石材料生长的椭球形MPCVD装置中的矩形波导的一端设置有微波电源，矩形波导的另一端设置有短路活塞，矩形波导的下部设置椭球形谐振腔体，微波天线的一端经波导伸入椭球形谐振腔体内，所述椭球形谐振腔体的腔壁呈椭球形，椭球形谐振腔体的腔壁内部为中空结构，样品台设置在椭球形谐振腔体的底部，抽气系统和进气系统分别通过管路与椭球形谐振腔体相连通。本发明利用椭球体双焦点特性，能够实现高密度等离子体激发及金刚石的沉积生长。
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公开(公告)号：CN114974471B
公开(公告)日：2024-07-05
申请号：CN202210519106.7
申请日：2022-05-13
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种MPCVD金刚石生长设备的优化方法，本发明是为了解决现有MPCVD设备设计过程中，仅依靠有限元仿真难以实现设备高效设计的问题。优化方法：一、建立MPCVD设备仿真计算几何模型；二、利用多物理场仿真软件计算下腔体半径r1和上腔体高度h2与目标函数值M的相关性最大；三、建立前馈神经网络，以下腔体半径r1和上腔体高度h2作为输入数据，输出层为预测值M*进行训练；四、采用训练后的人工神经网络对目标函数进行预测，当预测值M*取最大值时，下腔体半径r1和上腔体高度h2的取值作为金刚石生长设备的优化尺寸。本发明基于人工神经网络优化MPCVD设备的尺寸，能够对不同几何参数下的微波谐振效果进行快速预测。
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