本發(fā)明屬于等離子體技術(shù)以及金剛石合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種等離子體源單元、等離子體源裝置及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

目前，對(duì)于金剛石薄膜的沉積，普遍使用熱絲CVD法。這種方法通常使用鉭絲或者鎢絲作為電阻絲，通過(guò)加熱電阻絲，裂解甲烷，并通過(guò)電阻絲加熱后發(fā)射電子，形成電離度較低的等離子體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)金剛石薄膜的沉積。采用這種方法合成金剛石薄膜，合成窗口的溫度一般在600-1200℃之間，可以通過(guò)調(diào)整基片臺(tái)與加熱電阻絲之間的距離實(shí)現(xiàn)對(duì)金剛石薄膜溫度的控制，從而實(shí)現(xiàn)金剛石薄膜材料的合成，其工作原理及設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

然而，使用熱絲CVD法合成金剛石時(shí)，由于未處理的電阻絲無(wú)法承受較大的工藝電流，因此，需要預(yù)先將電阻絲進(jìn)行碳化處理，增加了制備工藝的繁瑣程度；且電阻絲加熱過(guò)程中，容易產(chǎn)生變形導(dǎo)致短路或等離子體分布不均等問(wèn)題，使得電阻絲的更換頻率高；另外，由于電阻絲發(fā)射電子產(chǎn)生等離子體的電離度很低，導(dǎo)致產(chǎn)生的刻蝕性粒子數(shù)量不足，最終使得所合成的金剛石薄膜質(zhì)量不高。此外，采用CVD法合成金剛石具有功率高、功耗大的缺點(diǎn)。上述一些列問(wèn)題，嚴(yán)重制約了金剛石合成的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種等離子體源單元，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)需要采用電阻絲合成金剛石、而電阻絲存在上述一系列不足導(dǎo)致金剛石合成發(fā)展空間受 阻的問(wèn)題。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種等離子體源裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)需要采用電阻絲合成金剛石、而電阻絲存在上述一系列不足導(dǎo)致金剛石合成發(fā)展空間受阻的問(wèn)題。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種使用等離子體源裝置制備金剛石薄膜的方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種等離子體源單元，包括能源供應(yīng)系統(tǒng)，還包括微波諧振腔系統(tǒng)，所述微波諧振腔系統(tǒng)包括同軸式微波諧振腔、金屬天線(xiàn)、同軸金屬柱、空心金屬圓柱和金屬陶瓷部，其中，所述同軸式微波諧振腔的底部同軸開(kāi)設(shè)有第一開(kāi)口，所述同軸式微波諧振腔的頂部開(kāi)設(shè)有與所述第一開(kāi)口不同軸的第二開(kāi)口；所述空心金屬圓柱外接于所述同軸式微波諧振腔的第一開(kāi)口處，且所述空心金屬圓柱與所述同軸式微波諧振腔同軸；所述同軸金屬柱同軸插設(shè)于所述同軸式微波諧振腔中，一端與所述同軸式微波諧振腔的頂部連接、另一端通過(guò)所述第一開(kāi)口并延伸出所述空心金屬圓柱外；所述金屬陶瓷部填充在所述同軸金屬柱和所述空心金屬圓柱之間；所述金屬天線(xiàn)插設(shè)于所述同軸式微波諧振腔中，一端與所述底部電連接，另一端延伸出所述第二開(kāi)口；所述第二開(kāi)口處外設(shè)有同軸轉(zhuǎn)接頭，且所述同軸式微波諧振腔通過(guò)所述同軸轉(zhuǎn)接頭與所述能源供應(yīng)系統(tǒng)相連接。

以及，一種等離子體源裝置，包括真空箱和多個(gè)點(diǎn)狀排列的上述等離子體源單元，其中，所述真空箱包括真空腔、形成所述真空腔的箱體和設(shè)置在所述箱體內(nèi)的載物基臺(tái)，所述箱體開(kāi)設(shè)有抽氣口和進(jìn)氣口；所述箱體的頂壁開(kāi)設(shè)有與所述真空腔相通的開(kāi)口，所述等離子體源單元的空心金屬圓柱通過(guò)所述開(kāi)口插入所述真空腔中。

相應(yīng)的，一種使用上述等離子體源裝置制備金剛石薄膜的方法，包括以下步驟：

將基底置于所述載物基臺(tái)上，抽真空使所述真空腔為真空環(huán)境，并通入工 作氣體，開(kāi)啟能源供應(yīng)系統(tǒng)，使得嵌入所述真空腔的同軸金屬柱產(chǎn)生等離子體云；

調(diào)節(jié)所述基底的溫度，沉積金剛石薄膜。

本發(fā)明提供的等離子體源單元，不需設(shè)置電阻絲，因此，等離子體環(huán)境的產(chǎn)生不依賴(lài)電阻絲，從而可以擺脫熱絲CVD法制備金剛石在設(shè)備和方法上的不足，避免金剛石制備過(guò)程中出現(xiàn)的短路、沉積氣體電離率低、樣品質(zhì)量不佳等問(wèn)題。此外，更重要的是，本發(fā)明提供的等離子體源單元，通過(guò)所述同軸式微波諧振腔、同軸金屬柱、空心金屬圓柱結(jié)構(gòu)設(shè)置，可以使得微波在所述同軸式微波諧振腔的邊界條件作用下形成諧振，產(chǎn)生電場(chǎng)疊加，并且使得所述同軸金屬柱能夠?qū)⑺瞿茉垂?yīng)系統(tǒng)提供的微波能量聚集在所述同軸金屬柱靠空心金屬圓柱的一端，提供微波能量。

本發(fā)明提供的等離子體源裝置，多個(gè)所述等離子體單元點(diǎn)狀排布，可以產(chǎn)生大面積均勻的等離子體，從而實(shí)現(xiàn)金剛石薄膜的均勻沉積，提高金剛石的質(zhì)量；同時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模的需要設(shè)置等離子體單元的個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)大面積金剛石的沉積涂覆，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。此外，本發(fā)明提供的等離子體源裝置，沉積氣體電離率高，在300℃的低溫情況下即可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量金剛石薄膜的均勻沉積，不會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成破壞。

本發(fā)明提供的使用上述等離子體源裝置制備金剛石薄膜的方法，方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，且得到的金剛石薄膜質(zhì)地均勻。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的熱絲CVD法合成金剛石工作原理及設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體源單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的能源供應(yīng)系統(tǒng)的組成示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體源裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體源單元呈矩陣式示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

結(jié)合圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種等離子體源單元1，包括微波諧振腔系統(tǒng)11和能源供應(yīng)系統(tǒng)12，所述微波諧振腔系統(tǒng)11包括同軸式微波諧振腔111、金屬天線(xiàn)112、同軸金屬柱113、空心金屬圓柱114和金屬陶瓷部115，其中，所述同軸式微波諧振腔111的底部同軸開(kāi)設(shè)有第一開(kāi)口1111，所述同軸式微波諧振腔111的頂部開(kāi)設(shè)有與所述第一開(kāi)口1111不同軸的第二開(kāi)口1112；所述空心金屬圓柱114外接于所述同軸式微波諧振腔111的第一開(kāi)口1111處，且所述空心金屬圓柱114與所述同軸式微波諧振腔111同軸；所述同軸金屬柱113同軸插設(shè)于所述同軸式微波諧振腔111中，一端與所述同軸式微波諧振腔111的頂部連接、另一端通過(guò)所述第一開(kāi)口1111并延伸出所述空心金屬圓柱114外；所述金屬陶瓷部115填充在所述同軸金屬柱113和所述空心金屬圓柱114之間；所述金屬天線(xiàn)插112設(shè)于所述同軸式微波諧振腔111中，一端與所述同軸式微波諧振腔111的底部電連接，另一端延伸出所述第二開(kāi)口1112；所述第二開(kāi)口1112處外設(shè)有同軸轉(zhuǎn)接頭13，且所述同軸式微波諧振腔11通過(guò)所述同軸轉(zhuǎn)接頭13與所述能源供應(yīng)系統(tǒng)12相連接。

本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體源單元1包括兩部分，提供能量的能源供應(yīng)系統(tǒng)12和產(chǎn)生等離子體的微波諧振腔系統(tǒng)11，所述能源供應(yīng)系統(tǒng)12的組成及工作原理為本領(lǐng)域常規(guī)，包括微波信號(hào)源、點(diǎn)位控制器、功率放大器、隔離器等，具體如圖3所示。其中，所述電位控制器用于調(diào)控微波功率；所述隔離器用于防止反射功率返回所述功率放大器、從而避免功放管元器件燒壞。所述能源供應(yīng)系統(tǒng)12的工作原理為：微波信號(hào)源產(chǎn)生低功率微波信號(hào)(0.1-1瓦)，經(jīng)過(guò)電位控制器傳輸至功率放大器，經(jīng)所述功率放大器放大后形成大功率微波 (30-200瓦)，大功率微波經(jīng)隔離器后由同軸電纜傳輸至微波諧振腔系統(tǒng)11，具體的，大功率微波通過(guò)所述金屬天線(xiàn)112(微波傳輸天線(xiàn))耦合至所述同軸式微波諧振腔111中，為等離子放電提供擊穿能量、同時(shí)為加熱維持等離子提供所需要的能量。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述等離子體源單元1的工作原理為：所述能源供應(yīng)系統(tǒng)12通過(guò)外接于所述同軸式微波諧振腔111的所述同軸轉(zhuǎn)接頭13，與所述同軸式微波諧振腔11相連接。所述等離子體單元1使用所述同軸式微波諧振腔111，通過(guò)所述同軸轉(zhuǎn)接口13和所述金屬天線(xiàn)112，將所述能源供應(yīng)系統(tǒng)12提供的微波饋入微波諧振腔101中，借助所述同軸金屬柱113將微波能量聚集于放電單元的頂端即所述空心金屬圓柱114，從而產(chǎn)生等離子體107。進(jìn)一步的，通過(guò)所述金屬陶瓷釬焊115，使得放電單元與微波饋入部分隔離。更進(jìn)一步的，可以通過(guò)密封法蘭將所述等離子體源單元1設(shè)置在所述等離子體源裝置中，將放電單元與置于真空環(huán)境、與微波饋入部分隔離。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述同軸式微波諧振腔111采用圓柱形的腔體結(jié)構(gòu)，其材料優(yōu)先但不限于鐵、鋁等金屬材料。所述同軸式微波諧振腔111、金屬天線(xiàn)112、同軸金屬柱113、空心金屬圓柱114的合理設(shè)置是微波的耦合及其耦合效率的關(guān)鍵。具體的，所述金屬天線(xiàn)112從所述同軸式微波諧振腔111偏離中心軸線(xiàn)的位置縱向設(shè)置，從而將所述能源供應(yīng)系統(tǒng)12提供的微波耦合至所述同軸式微波諧振腔111，為等離子放電提供擊穿能量、同時(shí)為加熱維持等離子提供所需要的能量。所述空心金屬圓柱114外設(shè)與所述同軸式微波諧振腔111中心軸線(xiàn)位置，同時(shí)，所述同軸金屬柱113設(shè)置在所述同軸式微波諧振腔111的中心軸線(xiàn)上，使得微波在所述空心金屬圓柱114遠(yuǎn)離所述同軸式微波諧振腔111的一端形成強(qiáng)度足夠的微波電場(chǎng)能量，所述微波電場(chǎng)能量足以擊穿低氣壓氣體，保證微波能量能夠在此處轉(zhuǎn)化為等離子體的電離能量供給。此外，所述同軸金屬柱113的一端與所述同軸式微波諧振腔111的頂部相接，另一端穿過(guò)所述空心金屬圓柱114之外，即所述同軸金屬柱113的長(zhǎng)度大于所述同軸式微波諧振 腔111和所述空心金屬圓柱114的高度之和。

作為優(yōu)選實(shí)施例，為了使得所述能源供應(yīng)系統(tǒng)12提供的微波聚集在所述同軸金屬柱113的底端即所述空心金屬圓柱114一端，所述同軸金屬柱113的長(zhǎng)度為1/4工作波長(zhǎng)的整數(shù)倍。本發(fā)明實(shí)施例中，所述工作波長(zhǎng)的范圍沒(méi)有明顯限定，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。通常的，所述工作波長(zhǎng)為50-600mm。

為了提高微波的耦合效率，作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述金屬天線(xiàn)112距離所述同軸式微波諧振腔111的內(nèi)壁面3-6mm；和/或所述金屬天線(xiàn)112距離所述同軸金屬柱113的距離為10-20mm。作為另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述同軸式微波諧振腔111的半徑與所述同軸金屬柱113半徑之差應(yīng)大于微波的工作波長(zhǎng)，優(yōu)選的，所述同軸式微波諧振腔111的半徑與所述同軸金屬柱113半徑之差為一個(gè)工作波長(zhǎng)；且所述同軸金屬柱113的直徑小于1/4工作波長(zhǎng)，更優(yōu)選為以1/4波長(zhǎng)作為同軸金屬圓柱的直徑。

本發(fā)明實(shí)施例中，在所述同軸金屬柱113和所述空心金屬圓柱114之間填充設(shè)置有金屬陶瓷部115，所述金屬陶瓷部115和所述空心金屬圓柱114、所述同軸金屬柱113之間采用釬焊連接。所述金屬陶瓷部115可以使得放電部分(即空心金屬圓柱114及其所述同軸式微波諧振腔111以外的所述同軸金屬柱113)與所述同軸式微波諧振腔111隔離開(kāi)，從而在放電部分表面形成表面波放電。作為優(yōu)選實(shí)施例，所述金屬陶瓷部115的材料為介電常數(shù)大于1的耐高溫陶瓷介電常數(shù)。該優(yōu)選的陶瓷介電材料，可以使得實(shí)現(xiàn)真空隔絕的同時(shí)，不影響微波的傳遞。作為具體實(shí)施例，所述金屬陶瓷部115的材料包括但不限于氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、二氧化硅等材料中的至少一種。

本發(fā)明實(shí)施例所述等離子體源單元1可作為基本單元用于下述等離子體源裝置中，為了使得放電部分即所述同軸式微波諧振腔111的底端的所述同軸金屬柱113處于真空環(huán)境，從而能夠激發(fā)等離子體放電，進(jìn)一步的，可在所述等離子體源單元1的底部設(shè)置密封法蘭。

本發(fā)明實(shí)施例所述等離子體單元1采用微波諧振腔系統(tǒng)11，通過(guò)所述同軸 轉(zhuǎn)接頭13和所述金屬天線(xiàn)112，將微波饋入所述同軸式微波諧振腔111中，所述同軸式微波諧振腔111、同軸金屬柱113以及空心金屬圓柱114的整體設(shè)計(jì)，使得所述同軸金屬柱114能夠?qū)⑽⒉芰烤奂诜烹妴卧敹说乃隹招慕饘賵A柱114，產(chǎn)生等離子體116；并且通過(guò)所述金屬陶瓷部115，使得放電單元與微波饋入部分隔離，從而通過(guò)密封法蘭放電單元可以置于真空環(huán)境。

本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體源單元，不需設(shè)置電阻絲，因此，等離子體環(huán)境的產(chǎn)生不依賴(lài)電阻絲，從而可以擺脫熱絲CVD法制備金剛石在設(shè)備和方法上的不足，避免金剛石制備過(guò)程中出現(xiàn)的短路、沉積氣體電離率低、樣品質(zhì)量不佳等問(wèn)題。此外，更重要的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體源單元，通過(guò)所述同軸式微波諧振腔、同軸金屬柱、空心金屬圓柱結(jié)構(gòu)設(shè)置，可以使得微波在所述同軸式微波諧振腔的邊界條件作用下形成諧振，產(chǎn)生電場(chǎng)疊加，并且使得所述同軸金屬柱能夠?qū)⑺瞿茉垂?yīng)系統(tǒng)提供的微波能量聚集在所述同軸金屬柱靠空心金屬圓柱的一端，提供微波能量。

以及，如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種等離子體源裝置，包括真空箱2和多個(gè)點(diǎn)狀排列的上述等離子體源單元1，其中，所述真空箱2包括真空腔21、形成所述真空腔的箱體22和設(shè)置在所述箱體內(nèi)的載物基臺(tái)23，所述箱體22開(kāi)設(shè)有抽氣口221和進(jìn)氣口222；所述箱體22的頂壁開(kāi)設(shè)有與所述真空腔21相通的開(kāi)口，所述等離子體源單元1的空心金屬圓柱114通過(guò)所述開(kāi)口插入所述真空腔21中。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述等離子體源裝置產(chǎn)生等離子，可用于沉積金剛石層，其工作原理為：將帶沉積金剛石的基底材料置于真空箱2中，通過(guò)所述抽氣口221形成真空環(huán)境，通過(guò)所述進(jìn)氣口222通入工作氣體，開(kāi)啟所述能源供應(yīng)系統(tǒng)12，當(dāng)所述等離子體源單元1形成諧振的電磁波電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)所述工作氣體擊穿的閾值以后，所述工作氣體將會(huì)被電磁波電場(chǎng)擊穿，經(jīng)過(guò)帶電粒子的輸運(yùn)以后，形成穩(wěn)定的等離子體，形成活性粒子。當(dāng)基底的溫度達(dá)到一定程度時(shí)，由于基底材料的晶格系數(shù)與金剛石的晶格系數(shù)接近，從而活性粒子的活性鍵將 會(huì)與基底的活性鍵結(jié)合，形成一層金剛石薄膜，即完成形核。然后通過(guò)形核過(guò)程不的斷重復(fù)，從而使得金剛石核不斷增大，從而得到一定厚度的金剛石薄膜，實(shí)現(xiàn)金剛石的沉積。

由于單個(gè)點(diǎn)狀等離子體源單元1所能形成的等離子體面積較小，因此本發(fā)明實(shí)施例中，將多個(gè)等離子體源單元1經(jīng)過(guò)合理的排布，可以使得產(chǎn)生的等離子體相互連接，從而形成大面積均勻的等離子體云，從而獲得質(zhì)量致密均勻的金剛石薄膜。作為優(yōu)選實(shí)施例，所述等離子體源單元呈矩陣式(如圖5所示)或皇冠式排布，使得連續(xù)的所述等離子體源單元1可以產(chǎn)生相互連接的等離子體云，從而產(chǎn)生大面積均勻的等離子體環(huán)境。進(jìn)一步的，所述等離子體源單元1之間的間距相等，且為10-100mm，從而保證產(chǎn)生的等離子體之間能夠相互連接，并獲得均勻的等離子體云。

具體的，本發(fā)明實(shí)施例中，所述抽氣口221和進(jìn)氣口222的設(shè)置位置沒(méi)有明確的限制。所述等離子體源單元1的空心金屬圓柱114通過(guò)所述開(kāi)口插入所述真空腔21中，使得放電部分處于真空環(huán)境中。所述等離子體源單元1通過(guò)密封法蘭14與所述箱體22的頂壁密封連接，從而使得放電部分與微波饋入部分隔離。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述載物基臺(tái)23的設(shè)置位置沒(méi)有明確的限制，只需內(nèi)置所述真空腔21中即可。其設(shè)置方式不受限制，可直接設(shè)置在所述箱體22的底部，也可以通過(guò)其他方式設(shè)置與所述真空腔21中。所述需沉積金剛石的基底置于所述載物基臺(tái)23上，所述載物基臺(tái)23可以對(duì)基底進(jìn)行加熱或冷卻處理，即兩者之間能夠?qū)崿F(xiàn)熱傳遞。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，所述基底的溫度，可以通過(guò)所述載物基臺(tái)23加熱控制，也可以由等離子體加熱控制。作為優(yōu)選實(shí)施例，所述載物基臺(tái)23為可升降的載物基臺(tái)。由此，可以通過(guò)調(diào)整所述載物基臺(tái)23的高度，來(lái)調(diào)節(jié)基底的受熱溫度。進(jìn)一步的，為了受熱和等離子環(huán)境均勻，所述載物基臺(tái)23優(yōu)選為可360度旋轉(zhuǎn)的載物基臺(tái)，其轉(zhuǎn)速可優(yōu)選為在1度/秒的范圍內(nèi)。本發(fā)明實(shí)施例中，所述基底材料具體包括但不限于硅片、硬質(zhì)合金、氧化鋁、 氮化鋁等中的任一種。

本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體源裝置，多個(gè)所述等離子體單元點(diǎn)狀排布，可以產(chǎn)生大面積均勻的等離子體云，從而產(chǎn)生大面積均勻的等離子體環(huán)境；通過(guò)通入用于金剛石薄膜生長(zhǎng)的工作氣體，并調(diào)節(jié)基底溫度，實(shí)現(xiàn)金剛石薄膜的均勻沉積，提高金剛石的質(zhì)量。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模的需要設(shè)置等離子體單元的個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)大面積金剛石的沉積涂覆，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。此外，本發(fā)明實(shí)施例提供的等離子體源裝置，沉積氣體電離率高，在300℃的低溫情況下即可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量金剛石薄膜的均勻沉積，不會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成破壞。

相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種使用上述等離子體源裝置制備金剛石薄膜的方法，包括以下步驟：

S01.將基底置于所述載物基臺(tái)上，抽真空使所述真空腔為真空環(huán)境，并通入工作氣體，開(kāi)啟能源供應(yīng)系統(tǒng)，使得嵌入所述真空腔的同軸金屬柱產(chǎn)生等離子體云；

S02.調(diào)節(jié)所述基底的溫度，沉積金剛石薄膜。

具體的，上述步驟S01中，所述工作氣體包括但不限于為CH₄、H₂、N₂、Ar、O₂中的至少一種。作為具體實(shí)施例，所述工作氣體為CH₄和H₂。作為優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)所述工作氣體為CH₄和H₂時(shí)，CH₄和H₂的體積比例為(1-10)：100，上述比例過(guò)大或過(guò)小均會(huì)影響所述等離子體的形成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)金剛石薄膜的沉積。

上述步驟S02中，所述基底的溫度控制在300-1200℃，從而合成制備得到金剛石薄膜或涂層。具體的，所述基底的溫度可為300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃等具體溫度。本發(fā)明實(shí)施例所述基底的溫度可以通過(guò)調(diào)節(jié)所述載物基臺(tái)的高度來(lái)實(shí)現(xiàn)。

作為一個(gè)具體優(yōu)選實(shí)施例中，在所述箱體頂部，以陣列式或者矩陣式排列的等離子源單元，可以形成大面積均勻的等離子體。以一定比例通入氫氣和含 碳?xì)怏w如甲烷等氣體，通過(guò)氣體傳輸系統(tǒng)到達(dá)等離子發(fā)生器時(shí)，電場(chǎng)會(huì)將工作氣體擊穿，從而形成含原子氫的等離子體(活性鍵)，甲烷氣體也形成含有活性粒子的等離子體。當(dāng)基底的溫度達(dá)到一定程度時(shí)，由于襯底基片的材料的晶格系數(shù)與金剛石的晶格系數(shù)接近，從而甲烷活性粒子的活性鍵將會(huì)與襯底基片的活性鍵結(jié)合，形成一層金剛石薄膜，即完成形核，然后在形核完成以后，不斷地重復(fù)形核過(guò)程，從而使得金剛石核不斷增大，從而得到一定厚度的金剛石薄膜。

本發(fā)明實(shí)施例提供的使用上述等離子體源裝置制備金剛石薄膜的方法，方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，且得到的金剛石薄膜質(zhì)地均勻。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。