本實用新型涉及薄膜生長裝置，特別是一種動態(tài)電弧生長儀。

背景技術：

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

但現(xiàn)有的金剛石薄膜的生長方法經(jīng)常使用直流電弧生長方法。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室，氣體分子在電弧等離子區(qū)分解形成CH3和H，擴散到下部的襯底上，生長成為金剛石膜。在此過程中，CH3濃度越高生長越快，H濃度越高質量越好。電弧溫度越高，CH3和H的濃度越高。但這種方法有三點不足。第一，襯底與電弧直接連接，不導電的襯底無法使用，金剛石生長的襯底溫度為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，表面形貌的適時影響，氣壓的微小波動會立刻影響電弧的放電行為，轉化為襯底溫度的適時變化，不利于均勻金剛石膜的形成和生長。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。

技術實現(xiàn)要素：

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

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種動態(tài)電弧生長儀，包括高壓正極、高壓負極、控制處理器、第一IGBT、第二IGBT、限流電阻、正鎢電極桿組和負鎢電極桿組，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，正鎢電極桿組和負鎢電極桿組交叉排列，并構成放電單元二維點陣，正鎢電極桿組和負鎢電極桿組為上下交叉，兩個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，負鎢電極桿組為橫向排列，負鎢電極桿組通過第二IGBT與高壓負極相連，所述控制處理器分別與第一IGBT和第二IGBT相連。

本實用新型中，設有橫向的鎢電極桿組和豎向的鎢電極桿組，兩個鎢電極桿組交叉排列，豎向的鎢電極桿組在導通回路中設置有限流電阻，該導通回路中的放電頻率為40KHz，該放電功率由限流電阻和IGBT的開通和關閉時間相關。

本實用新型中，正鎢電極桿組和負鎢電極桿組中，相鄰兩鎢電極桿的間距為4mm，每個鎢電極桿的直徑為1mm。

本實用新型中，兩個鎢電極桿組之間的間隙d為1mm。

本實用新型中，高壓正極為1千伏高壓正極，高壓負極為1千伏高壓負極。

本實用新型中，第一IGBT和第二IGBT的放電頻率為40KHz。

本實用新型的有益效果為：

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

(2)該動態(tài)電弧生長儀具有高電弧溫度，穩(wěn)定溫度場和可調節(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，有利于利于大面積金剛石膜的均勻生長。

附圖說明

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

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型生長儀使用時的結構示意圖；

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-高壓負極，20-放電層，21-襯底，22-襯底控溫臺。

具體實施方式

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

實施例：

如圖1所示，一種動態(tài)電弧生長儀，包括高壓正極17、高壓負極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，正鎢電極桿組和負鎢電極桿組交叉排列，并構成放電單元二維點陣，正鎢電極桿組和負鎢電極桿組為上下交叉，兩個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，負鎢電極桿組為橫向排列，負鎢電極桿組通過第二IGBT 15與高壓負極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。

本實用新型中，設有橫向的鎢電極桿組和豎向的鎢電極桿組，兩個鎢電極桿組交叉排列，豎向的鎢電極桿組在導通回路中設置有限流電阻13，該導通回路中的放電功率為40KHz，該放電功率由限流電阻13和IGBT的開通和關閉時間相關。

本實用新型中，第一IGBT 14用于控制正鎢電極桿組與高壓正極17之間的導通和關斷，第二IGBT 15用于控制負鎢電極桿組與高壓負極18之間的導通和關斷，高壓正極17為1千伏高壓正極，高壓負極18為1千伏高壓負極，正負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。

本實用新型中，正鎢電極桿組和負鎢電極桿組中，相鄰兩鎢電極桿的間距為4mm，每個鎢電極桿的直徑為1mm。

在圖2中，放電層20為本申請中的鎢電極桿組，襯底21設于放電層20下方，襯底21與放電層20之間的間距為1cm，襯底21下方設有襯底控溫臺22，襯底控溫臺22下方設有生長室。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。