一种生长金刚石用散热装置的制作方法

本实用新型涉及金刚石制备技术领域，特别是涉及一种生长金刚石用散热装置。

背景技术：

单晶金刚石具有优异的物理化学性能，在机械、电子、珠宝等领域具有重要的应用价值，为了拓展这些应用，需要制备出大颗粒金刚石。

在各种金刚石制备方法中，微波等离子体化学气相沉积法(mpcvd)以其等离子体功率密度高、无电极放电污染和性能稳定等特性成为制备高品质金刚石的首选方法，当前制备方法在生产大颗粒单晶金刚石的工艺过程中，普遍采用将金刚石籽晶固定在沉积台上的耐高温样品托上，通过冷却沉积台对籽晶进行温度控制，在籽晶向着等离子体的一面进行单向生长，由于固体间接触界面之间存在空隙，接触点不均匀等问题，晶体侧边与中心的生长环境差异，往往引起边缘出现多晶或非晶碳化，位错越来越多并向生长面蔓延，导致单晶生长面越来越小，需要反复清洗切割后再生长或拼接生长，严重影响生产效率与产品质量。

鉴于上述技术问题，有必要提供一款新的生长金刚石用散热装置，以更好地解决上述技术问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种生长金刚石用散热装置，其结构简单，设计合理，散热效果好。

本实用新型采用的技术方案是：一种生长金刚石用散热装置，包括沉积腔体，沉积腔体内设有冷却沉积台，还包括托盘，托盘放置于冷却沉积台，托盘内设有导热介质；所述导热介质为金、银、铜或锡的单质中的任一种；所述导热介质的液体密度大于金刚石的密度；冷却沉积台设置有冷媒、冷媒进口和冷媒出口。

对上述技术方案的进一步改进为，冷媒为软水。

对上述技术方案的进一步改进为，导热介质常温下的形状为片状、棒状或块状中的任一种。

对上述技术方案的进一步改进为，所述托盘由钼制成。

对上述技术方案的进一步改进为，冷却沉积台由不锈钢制成。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型包括沉积腔体，沉积腔体内设有冷却沉积台，还包括托盘，托盘放置于冷却沉积台上，托盘内设有导热介质，导热介质的液体密度大于金刚石的密度，生长金刚石时，将金刚石籽晶置于导热介质上，在金刚石籽晶生长过程中，导热介质受热熔融形成融液，金刚石籽晶与导热介质融化形成的融液形成面接触，进行均匀散热，其结构简单，设计合理，通过将待生长的金刚石籽晶与融化后导热介质融液形成良好的面接触，达到良好的散热效果，可为金刚石籽晶的连续生长提供均匀的温度条件。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

附图标记说明：1.金刚石籽晶、2.导热介质、3.托盘、4.冷却沉积台、5.冷媒进口、6.冷媒出口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实施例所述的生长金刚石用散热装置，包括沉积腔体，沉积腔体内设有冷却沉积台4，还包括托盘3，托盘3放置于冷却沉积台4上，托盘3内设有导热介质2，生长金刚石时，将金刚石籽晶1置于导热介质2上，导热介质2的液体密度大于金刚石的密度，在金刚石籽晶1生长过程中，导热介质2受热熔融形成融液，金刚石籽晶1与导热介质2融化形成的融液形成面接触，进行均匀散热，其结构简单，设计合理，在工艺温度升高到导热介质2熔点以后，导热介质2融化，形成融液，本实用新型通过将待生长的金刚石籽晶1与融化后导热介质2融液形成良好的面接触，达到良好的散热效果，可为金刚石籽晶1的连续生长提供均匀的温度条件。

在一些具体实施例中，冷却沉积台4设有冷媒、冷媒进口5和冷媒出口6，具体地，本实施例的冷媒为软水，通过这样的设置，方便对冷却沉积台4进行散热，散热和操控方便。

在一些可选具体实施例中，导热介质2的熔点低于1100℃，导热介质2常温下的形状为片状、棒状或块状中的任一种，具体地，导热介质2为金、银、铜或锡的单质中的任一种，更具体地，本实施例中的导热介质2选用银，使用时，将待生长金刚石籽晶1置于银导热介质2上，在金刚石生长的工艺温度975℃下，银介质开始融化，逐渐形成融液，待生长金刚石籽晶1漂浮在银融液上，待生长金刚石籽晶1的下表面与银导热介质2融液形成良好的面接触，达到优良的散热效果，可为金刚石籽晶1的连续生长提供均匀的温度条件。

在一些具体示例中，所述托盘3由钼制成，冷却沉积台4由不锈钢制成，通过这样的设置，托盘3不会在金刚石籽晶1的生长过程中融化，可以保证结构稳定，设置不锈钢材质的冷却沉积台4，不易腐蚀，结构稳定，使用效果好。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种生长金刚石用散热装置，包括沉积腔体，沉积腔体内设有冷却沉积台，其特征在于，还包括托盘，托盘放置于冷却沉积台，托盘内设有导热介质；所述导热介质为金、银、铜或锡的单质中的任一种；所述导热介质的液体密度大于金刚石的密度；所述冷却沉积台设置有冷媒、冷媒进口和冷媒出口。

2.根据权利要求1所述的一种生长金刚石用散热装置，其特征在于，冷媒为软水。

3.根据权利要求1所述的一种生长金刚石用散热装置，其特征在于，导热介质常温下的形状为片状、棒状或块状中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种生长金刚石用散热装置，其特征在于，所述托盘由钼制成。

5.根据权利要求1所述的一种生长金刚石用散热装置，其特征在于，冷却沉积台由不锈钢制成。

技术总结
本实用新型涉及金刚石制备技术领域，具体涉及一种生长金刚石用散热装置，包括沉积腔体，沉积腔体内设有冷却沉积台，还包括托盘，托盘放置于冷却沉积台上，托盘内设有导热介质；所述导热介质为金、银、铜或锡的单质中的任一种；导热介质的液体密度大于金刚石的密度；冷却沉积台设置有冷媒、冷媒进口和冷媒出口。本实用新型结构简单，设计合理，通过将待生长的金刚石籽晶与融化后导热介质融液形成良好的面接触，达到良好的散热效果，可为金刚石籽晶的连续生长提供均匀的温度条件。

技术研发人员：王忠强;丁雄傑;王琦;张国义
受保护的技术使用者：北京大学东莞光电研究院
技术研发日：2019.10.31
技术公布日：2021.01.05