[发明专利]一种金刚石薄膜加工方法及装置

权利要求书

1.一种金刚石薄膜加工方法，其特征在于，包括：

在工件(1)横向两侧布置相互平行的热丝(2)；

所述热丝(2)进行加热以在工件(1)的待加工区域沉积加工出金刚石薄膜，在沉积加工过程中，所述工件(1)沿竖向进行自转，并且所述热丝(2)沿高度方向进行往复运动或者所述工件(1)沿高度方向进行往复运动。

2.根据权利要求1所述的金刚石薄膜加工方法，其特征在于，所述工件(1)在进行沉积加工之前先进行预处理，所述预处理包括：

所述工件(1)置入碱性溶液中浸泡以对工件(1)的待加工区域进行粗化处理。

3.根据权利要求2所述的金刚石薄膜加工方法，其特征在于，所述碱性溶液的成分按照重量份数包括70-95份的H₂O、质量百分数为3-25份的K₃[Fe(CN)₆]、质量百分数为5-25份的NaOH或KOH。

4.根据权利要求1所述的金刚石薄膜加工方法，其特征在于，所述沉积加工过程包括碳化、形核、生长、降温的阶段，

所述碳化的阶段中，热丝温度为1600-1800℃，输入的CH₄/H₂气体浓度为3.0-5％，沉积压力为2000-2500Pa，时间持续20-120分钟；

所述形核的阶段中，热丝温度为1800-2200℃，输入的CH₄/H₂气体浓度为2.0-6％，沉积压力为1500-2500Pa，时间持续30-120分钟。

5.根据权利要求4所述的金刚石薄膜加工方法，其特征在于，所述生长的阶段中，采用微米晶沉积工艺和/或纳米晶沉积工艺，

所述微米晶沉积工艺为热丝温度为1800-2200℃，输入的CH₄/H₂气体浓度为0.5-1.5％，沉积压力为2000-4000Pa，时间持续15-120分钟；

所述纳米晶沉积工艺为热丝温度为1800-2200℃，输入的CH₄/H₂气体浓度为2.0-6％，沉积压力为800-1800Pa，时间持续15-120分钟。

6.根据权利要求4所述的金刚石薄膜加工方法，其特征在于，所述降温的阶段中，按照预设幅度逐渐降低热丝(2)的加工功率直至完全关闭。

7.根据权利要求1至6任一项所述的金刚石薄膜加工工艺，其特征在于，所述热丝(2)沿横向平行间隔布置有若干条，其中至少有两条相邻热丝(2)之间布置了间隔分布的若干个工件(1)。

8.根据权利要求1至6任一项所述的金刚石薄膜加工工艺，其特征在于，所述热丝(2)沿着高度方向间隔设置有若干层，每层热丝(2)在高度方向上的间距相等或不相等。

9.根据权利要求1至6任一项所述的金刚石薄膜加工工艺，其特征在于，若干个所述工件(1)同时进行金刚石薄膜加工，在沉积加工过程中，每个所述工件(1)沿竖向进行独立自转，并且每个所述工件(1)沿高度方向独立的进行往复运动。

10.一种金刚石薄膜加工装置，其特征在于，包括工作台(3)和热丝组件，所述工作台(3)用于装夹工件(1)，所述工作台(3)上设置有转动机构以驱动每个工件(1)沿竖向独立自转，并且所述工作台(3)上设置有升降机构以带动每个工件(1)独立上下往复运动，所述热丝组件包括热丝(2)，在工件(1)横向的两侧分别布置所述热丝(2)，并且热丝(2)相互平行。

11.根据权利要求10所述的金刚石薄膜加工装置，其特征在于，所述热丝(2)沿横向平行间隔布置有若干条，其中至少有两条相邻热丝(2)之间布置了间隔分布的若干个工作台(3)。