本實(shí)用新型涉及薄膜生長(zhǎng)裝置，特別是一種動(dòng)態(tài)電弧生長(zhǎng)儀。

背景技術(shù)：

金剛石薄膜具有很高的硬度、較好的熱導(dǎo)性、耐磨損性、極佳的化學(xué)惰性，以及從遠(yuǎn)紅外區(qū)到深紫外區(qū)完全透明等優(yōu)點(diǎn)。金剛石薄膜在焊接刀具、大功率激光器、半導(dǎo)體以及X射線窗口等領(lǐng)域有著廣泛的前景。因此，實(shí)現(xiàn)金剛石薄膜的可控生長(zhǎng)，降低金剛石薄膜的合成成本，是將金剛石薄膜推向應(yīng)用的關(guān)鍵。

但現(xiàn)有的金剛石薄膜的生長(zhǎng)方法經(jīng)常使用直流電弧生長(zhǎng)方法。如在100托左右的氣壓下，CH4/H2以百分之幾的流量比例通入生長(zhǎng)室，氣體分子在電弧等離子區(qū)分解形成CH3和H，擴(kuò)散到下部的襯底上，生長(zhǎng)成為金剛石膜。在此過程中，CH3濃度越高生長(zhǎng)越快，H濃度越高質(zhì)量越好。電弧溫度越高，CH3和H的濃度越高。但這種方法有三點(diǎn)不足。第一，襯底與電弧直接連接，不導(dǎo)電的襯底無法使用，金剛石生長(zhǎng)的襯底溫度為800～1100度，限制了電弧等離子區(qū)的最高使用溫度。第二，電弧穩(wěn)定性受氣壓，距離，表面形貌的適時(shí)影響，氣壓的微小波動(dòng)會(huì)立刻影響電弧的放電行為，轉(zhuǎn)化為襯底溫度的適時(shí)變化，不利于均勻金剛石膜的形成和生長(zhǎng)。第三，電弧從中心到邊緣存在固有的溫度梯度，使得襯底上的溫度常是中心高外圍低，長(zhǎng)成的金剛石膜也表現(xiàn)為中心厚，邊緣薄。不利于大面積金剛石膜的均勻生長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種動(dòng)態(tài)電弧生長(zhǎng)儀，避免直流電弧生長(zhǎng)法襯底溫度波動(dòng)大，避免溫度中心到邊緣的溫度梯度不足的問題，該動(dòng)態(tài)電弧生長(zhǎng)儀具有高電弧溫度，穩(wěn)定溫度場(chǎng)和可調(diào)節(jié)的溫度梯度，便于制備大面積均勻金剛石膜。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種動(dòng)態(tài)電弧生長(zhǎng)儀，包括高壓正極、高壓負(fù)極、控制處理器、第一IGBT、第二IGBT、限流電阻、正鎢電極桿組和負(fù)鎢電極桿組，所述正鎢電極桿組包括第一鎢電極桿、第二鎢電極桿、第三鎢電極桿、第四鎢電極桿、第五鎢電極桿和第六鎢電極桿，所述負(fù)鎢電極桿組包括第七鎢電極桿、第八鎢電極桿、第九鎢電極桿、第十鎢電極桿、第十一鎢電極桿和第十二鎢電極桿，正鎢電極桿組和負(fù)鎢電極桿組交叉排列，并構(gòu)成放電單元二維點(diǎn)陣，正鎢電極桿組和負(fù)鎢電極桿組為上下交叉，兩個(gè)鎢電極桿組之間的間隙為d，正鎢電極桿組為豎向排列，正鎢電極桿組依次通過限流電阻、第一IGBT和高壓正極相連，負(fù)鎢電極桿組為橫向排列，負(fù)鎢電極桿組通過第二IGBT與高壓負(fù)極相連，所述控制處理器分別與第一IGBT和第二IGBT相連。

本實(shí)用新型中，設(shè)有橫向的鎢電極桿組和豎向的鎢電極桿組，兩個(gè)鎢電極桿組交叉排列，豎向的鎢電極桿組在導(dǎo)通回路中設(shè)置有限流電阻，該導(dǎo)通回路中的放電頻率為40KHz，該放電功率由限流電阻和IGBT的開通和關(guān)閉時(shí)間相關(guān)。

本實(shí)用新型中，正鎢電極桿組和負(fù)鎢電極桿組中，相鄰兩鎢電極桿的間距為4mm，每個(gè)鎢電極桿的直徑為1mm。

本實(shí)用新型中，兩個(gè)鎢電極桿組之間的間隙d為1mm。

本實(shí)用新型中，高壓正極為1千伏高壓正極，高壓負(fù)極為1千伏高壓負(fù)極。

本實(shí)用新型中，第一IGBT和第二IGBT的放電頻率為40KHz。

本實(shí)用新型的有益效果為：

(1)避免直流電弧生長(zhǎng)法襯底溫度波動(dòng)大，避免溫度中心到邊緣的溫度梯度不足的問題；

(2)該動(dòng)態(tài)電弧生長(zhǎng)儀具有高電弧溫度，穩(wěn)定溫度場(chǎng)和可調(diào)節(jié)的溫度梯度，便于制備大面積均勻金剛石膜；

(3)電弧穩(wěn)定性強(qiáng)，有利于利于大面積金剛石膜的均勻生長(zhǎng)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型生長(zhǎng)儀使用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-第一鎢電極桿，2-第二鎢電極桿，3-第三鎢電極桿，4-第四鎢電極桿，5-第五鎢電極桿，6-第六鎢電極桿，7-第七鎢電極桿，8-第八鎢電極桿，9-第九鎢電極桿，10-第十鎢電極桿，11-第十一鎢電極桿，12-第十二鎢電極桿，13-限流電阻，14-第一IGBT，15-第二IGBT，16-控制處理器，17-高壓正極，18-高壓負(fù)極，20-放電層，21-襯底，22-襯底控溫臺(tái)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例：

如圖1所示，一種動(dòng)態(tài)電弧生長(zhǎng)儀，包括高壓正極17、高壓負(fù)極18、控制處理器16、第一IGBT 14、第二IGBT 15、限流電阻13、正鎢電極桿組和負(fù)鎢電極桿組，所述正鎢電極桿組包括第一鎢電極桿1、第二鎢電極桿2、第三鎢電極桿3、第四鎢電極桿4、第五鎢電極桿5和第六鎢電極桿6，所述負(fù)鎢電極桿組包括第七鎢電極桿7、第八鎢電極桿8、第九鎢電極桿9、第十鎢電極桿10、第十一鎢電極桿11和第十二鎢電極桿12，正鎢電極桿組和負(fù)鎢電極桿組交叉排列，并構(gòu)成放電單元二維點(diǎn)陣，正鎢電極桿組和負(fù)鎢電極桿組為上下交叉，兩個(gè)鎢電極桿組之間的間隙為d，正鎢電極桿組為豎向排列，正鎢電極桿組依次通過限流電阻13、第一IGBT 14和高壓正極17相連，負(fù)鎢電極桿組為橫向排列，負(fù)鎢電極桿組通過第二IGBT 15與高壓負(fù)極18相連，所述控制處理器16分別與第一IGBT 14和第二IGBT 15相連。

本實(shí)用新型中，設(shè)有橫向的鎢電極桿組和豎向的鎢電極桿組，兩個(gè)鎢電極桿組交叉排列，豎向的鎢電極桿組在導(dǎo)通回路中設(shè)置有限流電阻13，該導(dǎo)通回路中的放電功率為40KHz，該放電功率由限流電阻13和IGBT的開通和關(guān)閉時(shí)間相關(guān)。

本實(shí)用新型中，第一IGBT 14用于控制正鎢電極桿組與高壓正極17之間的導(dǎo)通和關(guān)斷，第二IGBT 15用于控制負(fù)鎢電極桿組與高壓負(fù)極18之間的導(dǎo)通和關(guān)斷，高壓正極17為1千伏高壓正極，高壓負(fù)極18為1千伏高壓負(fù)極，正負(fù)兩鎢電極桿組之間的間隙為1mm，第一IGBT和第二IGBT的放電頻率為40KHz。

本實(shí)用新型中，正鎢電極桿組和負(fù)鎢電極桿組中，相鄰兩鎢電極桿的間距為4mm，每個(gè)鎢電極桿的直徑為1mm。

在圖2中，放電層20為本申請(qǐng)中的鎢電極桿組，襯底21設(shè)于放電層20下方，襯底21與放電層20之間的間距為1cm，襯底21下方設(shè)有襯底控溫臺(tái)22，襯底控溫臺(tái)22下方設(shè)有生長(zhǎng)室。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。