一种带有电偏转的金刚石膜制备装置及方法与流程

本发明涉及金刚石膜的制备技术，具体是一种带有电偏转的金刚石膜制备装置及方法。

背景技术：

金刚石膜是一种集各种优异性能于一身的功能材料，其广泛应用于微电子、光电子、生物医学、机械、航空航天、核能等领域。目前，大面积制备金刚石膜的主要方法之一是热丝化学气相沉积法。然而实践表明，采用热丝化学气相沉积法大面积制备金刚石膜时，存在如下问题：由于等离子体气流在基片的径向上存在不均匀性，且等离子体和基片之间的相对速度较低，导致金刚石膜的沉积厚度在径向上不均匀、沉积速度受限，由此导致金刚石膜的制备质量和速度受限。基于此，有必要发明一种全新的制备技术，以解决采用热丝化学气相沉积法大面积制备金刚石膜时制备质量和速度受限的问题。

技术实现要素：

本发明为了解决采用热丝化学气相沉积法大面积制备金刚石膜时制备质量和速度受限的问题，提供了一种带有电偏转的金刚石膜制备装置及方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种带有电偏转的金刚石膜制备装置，包括圆筒形反应室、外层水管、圆饼形载台、内层水管、径向支撑杆、圆饼形水冷腔、驱动电机、驱动齿轮、圆环形托板、l形支撑杆、导电触头、传动圆环、轮轴、传动齿轮、集电环、传动杆、圆筒形安装座、矩形导电栅网、导电杆、电刷、竖向安装杆、径向安装杆、斜拉杆、热丝阵列、下圆形大导电栅网、上圆形大导电栅网、喇叭形导气罩、u形导气管、下圆形小导电栅网、上圆形小导电栅网、放电针、接地针、抽气孔、矩形窗孔、第一至第十电源；

圆筒形反应室的下端和上端均设有端壁；圆筒形反应室的下端壁中央贯通开设有下装配孔；圆筒形反应室的上端壁贯通开设有两个左右对称的上装配孔；外层水管的外侧面下端与下装配孔的孔壁固定配合；圆饼形载台为空心结构，且圆饼形载台的下端壁中央贯通开设有出水孔；圆饼形载台的下外端面内边缘转动支撑于外层水管的上端面，且圆饼形载台的下外端面内边缘与外层水管的上端面之间设有迷宫密封；圆饼形载台的下外端面延伸设置有圆筒形凸台，且圆筒形凸台的轴线与圆饼形载台的轴线重合；圆筒形凸台的内侧面与外层水管的外侧面之间留有距离；圆筒形凸台的外侧面下端设有驱动外轮齿；圆饼形载台的外侧面下端设有传动外轮齿；内层水管穿设于外层水管的内腔，且内层水管的轴线与外层水管的轴线重合；内层水管的外侧面与外层水管的内侧面之间留有出水间隙；内层水管的下端面与外层水管的下端面齐平；内层水管的上端面超出圆饼形载台的下内端面；径向支撑杆的数目为多根；各根径向支撑杆的内端面均与内层水管的外侧面固定；各根径向支撑杆的外端面均与外层水管的内侧面固定；各根径向支撑杆沿周向等距排列；圆饼形水冷腔位于圆饼形载台的内腔；圆饼形水冷腔的下外端面与圆饼形载台的下内端面之间、圆饼形水冷腔的上外端面与圆饼形载台的上内端面之间、圆饼形水冷腔的外侧面与圆饼形载台的内侧面之间均留有冷却间隙；圆饼形水冷腔的下端壁中央贯通开设有进水孔；圆饼形水冷腔的上端壁贯通开设有多个喷水孔；圆饼形水冷腔的下外端面内边缘固定支撑于内层水管的上端面；驱动电机安装于圆筒形反应室的下内端面，且驱动电机的输出轴朝上；驱动齿轮固定装配于驱动电机的输出轴上，且驱动齿轮与驱动外轮齿啮合；

圆环形托板的外侧面与圆筒形反应室的内侧面固定配合，且圆环形托板位于驱动电机的上方；圆环形托板的内径大于圆饼形载台的外径，且圆环形托板的上端面与圆饼形载台的下外端面齐平；圆环形托板的上端面开设有多个盲孔，且各个盲孔围绕圆环形托板的轴线等距排列；l形支撑杆的水平段垂直固定于圆环形托板的内侧面，且l形支撑杆的竖直段朝下；导电触头安装于l形支撑杆的竖直段下端，且导电触头与圆筒形凸台的外侧面接触；传动圆环的外侧面与圆筒形反应室的内侧面转动配合，且传动圆环的下端面与圆环形托板的上端面外边缘接触；传动圆环的内侧面设有传动内轮齿；轮轴的数目与盲孔的数目一致，且各根轮轴的下端一一对应地固定穿设于各个盲孔内；各根轮轴的上端面均与传动圆环的上端面齐平；传动齿轮的数目与轮轴的数目一致；各个传动齿轮一一对应地转动装配于各根轮轴上，且各个传动齿轮的上端面均与传动圆环的上端面齐平；每个传动齿轮均分别与传动外轮齿和传动内轮齿啮合；集电环的数目为四个；四个集电环的外侧面均与圆筒形反应室的内侧面固定配合，且四个集电环的内径均大于传动圆环的内径；第一至第四个集电环自上而下等距排列于传动圆环的上方，且四个集电环均低于圆饼形载台的上外端面；传动杆的数目为多根；各根传动杆均垂直固定于传动圆环的上端面，且各根传动杆围绕传动圆环的轴线等距排列；各根传动杆的上端面均超出圆饼形载台的上外端面；每根传动杆的侧面与四个集电环的内侧面之间均分别留有距离；

圆筒形安装座的外侧面与圆筒形反应室的内侧面转动配合，且圆筒形安装座的下端面固定支撑于各根传动杆的上端面；矩形导电栅网的数目为四个；每个矩形导电栅网均呈纵向直立设置，且每个矩形导电栅网的前端面和后端面均与圆筒形安装座的内侧面固定；第一至第四个矩形导电栅网自左向右等距排列；第一个矩形导电栅网和第四个矩形导电栅网相互对称；第二个矩形导电栅网和第三个矩形导电栅网相互对称；导电杆的数目为四根；第一根导电杆垂直固定于第一个矩形导电栅网的下端面后部；第二根导电杆垂直固定于第二个矩形导电栅网的下端面后部，且第二根导电杆的长度大于第一根导电杆的长度；第三根导电杆垂直固定于第三个矩形导电栅网的下端面后部，且第三根导电杆的长度大于第二根导电杆的长度；第四根导电杆垂直固定于第四个矩形导电栅网的下端面后部，且第四根导电杆的长度大于第三根导电杆的长度；每根导电杆的侧面与圆筒形反应室的内侧面之间均留有距离；电刷的数目为四个；第一个电刷安装于第一根导电杆的下端，且第一个电刷与第一个集电环的内侧面接触；第二个电刷安装于第二根导电杆的下端，且第二个电刷与第二个集电环的内侧面接触；第三个电刷安装于第三根导电杆的下端，且第三个电刷与第三个集电环的内侧面接触；第四个电刷安装于第四根导电杆的下端，且第四个电刷与第四个集电环的内侧面接触；

竖向安装杆穿设于圆筒形安装座的内腔，且竖向安装杆的轴线与圆筒形安装座的轴线重合；竖向安装杆的上端面超出圆筒形安装座的上端面；竖向安装杆的下端面超出圆筒形安装座的下端面；径向安装杆的数目为多根；各根径向安装杆的内端面均与竖向安装杆的侧面上端固定；各根径向安装杆的外端面均与圆筒形反应室的内侧面固定；各根径向安装杆沿周向等距排列；斜拉杆的数目为多根；各根斜拉杆的上端面均与竖向安装杆的侧面下部固定；各根斜拉杆的下端面均与竖向安装杆的下端面齐平；各根斜拉杆沿周向等距排列；热丝阵列安装于竖向安装杆的下端和各根斜拉杆的下端，且热丝阵列水平设置于圆饼形载台的上方；

下圆形大导电栅网的侧面与圆筒形反应室的内侧面固定配合，且下圆形大导电栅网位于各根径向安装杆的上方；上圆形大导电栅网的侧面与圆筒形反应室的内侧面固定配合，且上圆形大导电栅网位于下圆形大导电栅网的上方；喇叭形导气罩的细端朝上、粗端朝下；喇叭形导气罩的下端敞口边沿与圆筒形反应室的内侧面密封固定，且喇叭形导气罩位于上圆形大导电栅网的上方；u形导气管的两个侧边分别固定贯穿两个上装配孔，且u形导气管的两个管口均朝上；u形导气管的底边中央贯通开设有朝下的导气孔，且导气孔与喇叭形导气罩的上端敞口密封连通；下圆形小导电栅网的侧面与u形导气管的左侧边内侧面固定配合；上圆形小导电栅网的侧面与u形导气管的左侧边内侧面固定配合，且上圆形小导电栅网位于下圆形小导电栅网的上方；放电针的数目为多根；各根放电针均垂直固定于上圆形小导电栅网的下端面；接地针的数目为两排；每排接地针均包括多根接地针；两排接地针相互正对地垂直固定于u形导气管的左侧边内侧面，且两排接地针均位于上圆形小导电栅网的上方；抽气孔贯通开设于圆筒形反应室的侧壁，且抽气孔位于圆环形托板的下方；矩形窗孔贯通开设于圆筒形反应室的侧壁；矩形窗孔的上孔壁高于热丝阵列；矩形窗孔的下孔壁与圆饼形载台的上外端面齐平；矩形窗孔上安装有矩形透明窗门；

第一电源的两极分别与驱动电机的两个电源端连接；第二电源的两极分别与热丝阵列的两个电源端连接；第三至第十电源均为直流电源；第三电源的正极与第一个集电环连接；第三电源的负极、第四电源的正极均与第二个集电环连接；第四电源的负极、第五电源的正极均与第三个集电环连接；第五电源的负极与第四个集电环连接；第六电源的正极与上圆形小导电栅网连接；第六电源的负极、第七电源的正极均与下圆形小导电栅网连接；第七电源的负极、第八电源的正极均与上圆形大导电栅网连接；第八电源的负极、第九电源的正极均与下圆形大导电栅网连接；第九电源的负极、第十电源的正极均与热丝阵列的其中一个电源端连接；第十电源的负极与导电触头连接；两排接地针均接地。

一种带有电偏转的金刚石膜制备方法（该方法是基于本发明所述的一种带有电偏转的金刚石膜制备装置实现的），该方法是采用如下步骤实现的：

首先，将内层水管的下端管口与水泵连通，将出水间隙的下端与水箱连通，将u形导气管的左管口通过管道与含碳气体钢瓶连通，将u形导气管的右管口通过管道与辅助气体钢瓶连通，将抽气孔与真空泵连通；然后，打开矩形透明窗门，并透过矩形窗孔将基片放置在圆饼形载台的上外端面，然后关闭矩形透明窗门；然后，利用真空泵对圆筒形反应室进行抽真空；然后，启动第二电源，第二电源向热丝阵列持续供电，使得热丝阵列开始工作；然后，启动水泵，水泵将冷却水持续泵送至内层水管，冷却水经进水孔持续流入圆饼形水冷腔，并经各个喷水孔持续喷入冷却间隙，然后依次经出水孔、出水间隙持续排入水箱；在流经冷却间隙时，冷却水与圆饼形载台进行热交换，由此对圆饼形载台进行冷却；然后，启动第一电源，第一电源向驱动电机持续供电，驱动电机依次通过驱动齿轮、圆筒形凸台驱动圆饼形载台进行持续正向旋转，圆饼形载台通过各个传动齿轮带动传动圆环进行持续反向旋转，传动圆环通过各根传动杆带动圆筒形安装座进行持续反向旋转，圆筒形安装座带动四个矩形导电栅网进行持续反向旋转；

然后，分别启动第三至第五电源；第三电源依次通过两个集电环、两个电刷、两根导电杆在第一个矩形导电栅网和第二个矩形导电栅网之间施加直流电压，使得第一个矩形导电栅网和第二个矩形导电栅网之间形成持续反向旋转的第一偏转电场；第四电源依次通过两个集电环、两个电刷、两根导电杆在第二个矩形导电栅网和第三个矩形导电栅网之间施加直流电压，使得第二个矩形导电栅网和第三个矩形导电栅网之间形成持续反向旋转的第二偏转电场；第五电源依次通过两个集电环、两个电刷、两根导电杆在第三个矩形导电栅网和第四个矩形导电栅网之间施加直流电压，使得第三个矩形导电栅网和第四个矩形导电栅网之间形成持续反向旋转的第三偏转电场；然后，分别启动第六至第十电源；第六电源在上圆形小导电栅网和下圆形小导电栅网之间施加直流电压，使得上圆形小导电栅网和下圆形小导电栅网之间形成第一加速电场，同时使得各根放电针进行尖端放电；第七电源在下圆形小导电栅网和上圆形大导电栅网之间施加直流电压，使得下圆形小导电栅网和上圆形大导电栅网之间形成第二加速电场；第八电源在上圆形大导电栅网和下圆形大导电栅网之间施加直流电压，使得上圆形大导电栅网和下圆形大导电栅网之间形成第三加速电场；第九电源在下圆形大导电栅网和热丝阵列之间施加直流电压，使得下圆形大导电栅网和热丝阵列之间形成第四加速电场；第十电源在热丝阵列和圆饼形载台之间施加直流电压，使得热丝阵列和圆饼形载台之间形成第五加速电场；

然后，分别打开含碳气体钢瓶的阀门和辅助气体钢瓶的阀门；含碳气体经u形导气管的左管口导入，并在尖端放电的作用下电离成为带正电含碳气体；辅助气体经u形导气管的右管口导入；在第一加速电场、第二加速电场的共同作用下，带正电含碳气体高速喷向导气孔，并在导气孔上方与辅助气体混合成为带正电混合气体；在第二加速电场、第三加速电场、第四加速电场、第五加速电场的共同作用下，带正电混合气体依次经导气孔、喇叭形导气罩、上圆形大导电栅网、下圆形大导电栅网、圆筒形安装座高速喷射至热丝阵列，并在热丝阵列的高温作用下分解成为等离子体后高速喷射至基片的上端面，由此在基片的上端面沉积形成金刚石膜；在第一偏转电场、第二偏转电场、第三偏转电场的共同作用下，带正电混合气体及等离子体在喷射过程中进行偏转方位呈周期性变化的径向偏转，由此在基片的上端面沉积形成厚度均匀的金刚石膜；在沉积过程中，利用真空泵对圆筒形反应室进行持续抽气，使得圆筒形反应室内的气压保持稳定。

与热丝化学气相沉积法相比，本发明所述的一种带有电偏转的金刚石膜制备装置及方法通过利用偏转电场和加速电场，一方面使得等离子体气流在基片的径向上变得均匀，另一方面使得等离子体和基片之间的相对速度大幅提高，由此一方面使得金刚石膜的沉积厚度在径向上变得均匀，另一方面使得金刚石膜的沉积速度进一步提高，从而使得金刚石膜的制备质量和速度进一步提高。

本发明有效解决了采用热丝化学气相沉积法大面积制备金刚石膜时制备质量和速度受限的问题，适用于金刚石膜的大面积制备。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中圆筒形安装座、矩形导电栅网、导电杆、电刷的结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图中：1-圆筒形反应室，2-外层水管，3-圆饼形载台，4-内层水管，5-径向支撑杆，6-圆饼形水冷腔，7-驱动电机，8-驱动齿轮，9-圆环形托板，10-l形支撑杆，11-导电触头，12-传动圆环，13-轮轴，14-传动齿轮，15-集电环，16-传动杆，17-圆筒形安装座，18-矩形导电栅网，19-导电杆，20-电刷，21-竖向安装杆，22-径向安装杆，23-斜拉杆，24-热丝阵列，25-下圆形大导电栅网，26-上圆形大导电栅网，27-喇叭形导气罩，28-u形导气管，29-下圆形小导电栅网，30-上圆形小导电栅网，31-放电针，32-接地针，33-抽气孔，34-矩形窗孔。

具体实施方式

一种带有电偏转的金刚石膜制备装置，包括圆筒形反应室1、外层水管2、圆饼形载台3、内层水管4、径向支撑杆5、圆饼形水冷腔6、驱动电机7、驱动齿轮8、圆环形托板9、l形支撑杆10、导电触头11、传动圆环12、轮轴13、传动齿轮14、集电环15、传动杆16、圆筒形安装座17、矩形导电栅网18、导电杆19、电刷20、竖向安装杆21、径向安装杆22、斜拉杆23、热丝阵列24、下圆形大导电栅网25、上圆形大导电栅网26、喇叭形导气罩27、u形导气管28、下圆形小导电栅网29、上圆形小导电栅网30、放电针31、接地针32、抽气孔33、矩形窗孔34、第一至第十电源；

圆筒形反应室1的下端和上端均设有端壁；圆筒形反应室1的下端壁中央贯通开设有下装配孔；圆筒形反应室1的上端壁贯通开设有两个左右对称的上装配孔；外层水管2的外侧面下端与下装配孔的孔壁固定配合；圆饼形载台3为空心结构，且圆饼形载台3的下端壁中央贯通开设有出水孔；圆饼形载台3的下外端面内边缘转动支撑于外层水管2的上端面，且圆饼形载台3的下外端面内边缘与外层水管2的上端面之间设有迷宫密封；圆饼形载台3的下外端面延伸设置有圆筒形凸台，且圆筒形凸台的轴线与圆饼形载台3的轴线重合；圆筒形凸台的内侧面与外层水管2的外侧面之间留有距离；圆筒形凸台的外侧面下端设有驱动外轮齿；圆饼形载台3的外侧面下端设有传动外轮齿；内层水管4穿设于外层水管2的内腔，且内层水管4的轴线与外层水管2的轴线重合；内层水管4的外侧面与外层水管2的内侧面之间留有出水间隙；内层水管4的下端面与外层水管2的下端面齐平；内层水管4的上端面超出圆饼形载台3的下内端面；径向支撑杆5的数目为多根；各根径向支撑杆5的内端面均与内层水管4的外侧面固定；各根径向支撑杆5的外端面均与外层水管2的内侧面固定；各根径向支撑杆5沿周向等距排列；圆饼形水冷腔6位于圆饼形载台3的内腔；圆饼形水冷腔6的下外端面与圆饼形载台3的下内端面之间、圆饼形水冷腔6的上外端面与圆饼形载台3的上内端面之间、圆饼形水冷腔6的外侧面与圆饼形载台3的内侧面之间均留有冷却间隙；圆饼形水冷腔6的下端壁中央贯通开设有进水孔；圆饼形水冷腔6的上端壁贯通开设有多个喷水孔；圆饼形水冷腔6的下外端面内边缘固定支撑于内层水管4的上端面；驱动电机7安装于圆筒形反应室1的下内端面，且驱动电机7的输出轴朝上；驱动齿轮8固定装配于驱动电机7的输出轴上，且驱动齿轮8与驱动外轮齿啮合；

圆环形托板9的外侧面与圆筒形反应室1的内侧面固定配合，且圆环形托板9位于驱动电机7的上方；圆环形托板9的内径大于圆饼形载台3的外径，且圆环形托板9的上端面与圆饼形载台3的下外端面齐平；圆环形托板9的上端面开设有多个盲孔，且各个盲孔围绕圆环形托板9的轴线等距排列；l形支撑杆10的水平段垂直固定于圆环形托板9的内侧面，且l形支撑杆10的竖直段朝下；导电触头11安装于l形支撑杆10的竖直段下端，且导电触头11与圆筒形凸台的外侧面接触；传动圆环12的外侧面与圆筒形反应室1的内侧面转动配合，且传动圆环12的下端面与圆环形托板9的上端面外边缘接触；传动圆环12的内侧面设有传动内轮齿；轮轴13的数目与盲孔的数目一致，且各根轮轴13的下端一一对应地固定穿设于各个盲孔内；各根轮轴13的上端面均与传动圆环12的上端面齐平；传动齿轮14的数目与轮轴13的数目一致；各个传动齿轮14一一对应地转动装配于各根轮轴13上，且各个传动齿轮14的上端面均与传动圆环12的上端面齐平；每个传动齿轮14均分别与传动外轮齿和传动内轮齿啮合；集电环15的数目为四个；四个集电环15的外侧面均与圆筒形反应室1的内侧面固定配合，且四个集电环15的内径均大于传动圆环12的内径；第一至第四个集电环15自上而下等距排列于传动圆环12的上方，且四个集电环15均低于圆饼形载台3的上外端面；传动杆16的数目为多根；各根传动杆16均垂直固定于传动圆环12的上端面，且各根传动杆16围绕传动圆环12的轴线等距排列；各根传动杆16的上端面均超出圆饼形载台3的上外端面；每根传动杆16的侧面与四个集电环15的内侧面之间均分别留有距离；

圆筒形安装座17的外侧面与圆筒形反应室1的内侧面转动配合，且圆筒形安装座17的下端面固定支撑于各根传动杆16的上端面；矩形导电栅网18的数目为四个；每个矩形导电栅网18均呈纵向直立设置，且每个矩形导电栅网18的前端面和后端面均与圆筒形安装座17的内侧面固定；第一至第四个矩形导电栅网18自左向右等距排列；第一个矩形导电栅网18和第四个矩形导电栅网18相互对称；第二个矩形导电栅网18和第三个矩形导电栅网18相互对称；导电杆19的数目为四根；第一根导电杆19垂直固定于第一个矩形导电栅网18的下端面后部；第二根导电杆19垂直固定于第二个矩形导电栅网18的下端面后部，且第二根导电杆19的长度大于第一根导电杆19的长度；第三根导电杆19垂直固定于第三个矩形导电栅网18的下端面后部，且第三根导电杆19的长度大于第二根导电杆19的长度；第四根导电杆19垂直固定于第四个矩形导电栅网18的下端面后部，且第四根导电杆19的长度大于第三根导电杆19的长度；每根导电杆19的侧面与圆筒形反应室1的内侧面之间均留有距离；电刷20的数目为四个；第一个电刷20安装于第一根导电杆19的下端，且第一个电刷20与第一个集电环15的内侧面接触；第二个电刷20安装于第二根导电杆19的下端，且第二个电刷20与第二个集电环15的内侧面接触；第三个电刷20安装于第三根导电杆19的下端，且第三个电刷20与第三个集电环15的内侧面接触；第四个电刷20安装于第四根导电杆19的下端，且第四个电刷20与第四个集电环15的内侧面接触；

竖向安装杆21穿设于圆筒形安装座17的内腔，且竖向安装杆21的轴线与圆筒形安装座17的轴线重合；竖向安装杆21的上端面超出圆筒形安装座17的上端面；竖向安装杆21的下端面超出圆筒形安装座17的下端面；径向安装杆22的数目为多根；各根径向安装杆22的内端面均与竖向安装杆21的侧面上端固定；各根径向安装杆22的外端面均与圆筒形反应室1的内侧面固定；各根径向安装杆22沿周向等距排列；斜拉杆23的数目为多根；各根斜拉杆23的上端面均与竖向安装杆21的侧面下部固定；各根斜拉杆23的下端面均与竖向安装杆21的下端面齐平；各根斜拉杆23沿周向等距排列；热丝阵列24安装于竖向安装杆21的下端和各根斜拉杆23的下端，且热丝阵列24水平设置于圆饼形载台3的上方；

下圆形大导电栅网25的侧面与圆筒形反应室1的内侧面固定配合，且下圆形大导电栅网25位于各根径向安装杆22的上方；上圆形大导电栅网26的侧面与圆筒形反应室1的内侧面固定配合，且上圆形大导电栅网26位于下圆形大导电栅网25的上方；喇叭形导气罩27的细端朝上、粗端朝下；喇叭形导气罩27的下端敞口边沿与圆筒形反应室1的内侧面密封固定，且喇叭形导气罩27位于上圆形大导电栅网26的上方；u形导气管28的两个侧边分别固定贯穿两个上装配孔，且u形导气管28的两个管口均朝上；u形导气管28的底边中央贯通开设有朝下的导气孔，且导气孔与喇叭形导气罩27的上端敞口密封连通；下圆形小导电栅网29的侧面与u形导气管28的左侧边内侧面固定配合；上圆形小导电栅网30的侧面与u形导气管28的左侧边内侧面固定配合，且上圆形小导电栅网30位于下圆形小导电栅网29的上方；放电针31的数目为多根；各根放电针31均垂直固定于上圆形小导电栅网30的下端面；接地针32的数目为两排；每排接地针32均包括多根接地针32；两排接地针32相互正对地垂直固定于u形导气管28的左侧边内侧面，且两排接地针32均位于上圆形小导电栅网30的上方；抽气孔33贯通开设于圆筒形反应室1的侧壁，且抽气孔33位于圆环形托板9的下方；矩形窗孔34贯通开设于圆筒形反应室1的侧壁；矩形窗孔34的上孔壁高于热丝阵列24；矩形窗孔34的下孔壁与圆饼形载台3的上外端面齐平；矩形窗孔34上安装有矩形透明窗门；

第一电源的两极分别与驱动电机7的两个电源端连接；第二电源的两极分别与热丝阵列24的两个电源端连接；第三至第十电源均为直流电源；第三电源的正极与第一个集电环15连接；第三电源的负极、第四电源的正极均与第二个集电环15连接；第四电源的负极、第五电源的正极均与第三个集电环15连接；第五电源的负极与第四个集电环15连接；第六电源的正极与上圆形小导电栅网30连接；第六电源的负极、第七电源的正极均与下圆形小导电栅网29连接；第七电源的负极、第八电源的正极均与上圆形大导电栅网26连接；第八电源的负极、第九电源的正极均与下圆形大导电栅网25连接；第九电源的负极、第十电源的正极均与热丝阵列24的其中一个电源端连接；第十电源的负极与导电触头11连接；两排接地针32均接地。

第一电源的两极分别通过密封贯穿圆筒形反应室1的导线与驱动电机7的两个电源端连接；第二电源的两极分别通过密封贯穿圆筒形反应室1的导线与热丝阵列24的两个电源端连接；第三电源的正极通过密封贯穿圆筒形反应室1的导线与第一个集电环15连接；第三电源的负极、第四电源的正极均通过密封贯穿圆筒形反应室1的导线与第二个集电环15连接；第四电源的负极、第五电源的正极均通过密封贯穿圆筒形反应室1的导线与第三个集电环15连接；第五电源的负极通过密封贯穿圆筒形反应室1的导线与第四个集电环15连接；第六电源的正极通过密封贯穿圆筒形反应室1和u形导气管28的导线与上圆形小导电栅网30连接；第六电源的负极、第七电源的正极均通过密封贯穿圆筒形反应室1和u形导气管28的导线与下圆形小导电栅网29连接；第七电源的负极、第八电源的正极均通过密封贯穿圆筒形反应室1的导线与上圆形大导电栅网26连接；第八电源的负极、第九电源的正极均通过密封贯穿圆筒形反应室1的导线与下圆形大导电栅网25连接；第九电源的负极、第十电源的正极均通过密封贯穿圆筒形反应室1的导线与热丝阵列24的其中一个电源端连接；第十电源的负极通过密封贯穿圆筒形反应室1的导线与导电触头11连接；两排接地针32均通过密封贯穿圆筒形反应室1和u形导气管28的导线接地。

所述圆筒形反应室1采用不锈钢制成；所述外层水管2、圆饼形载台3、内层水管4、径向支撑杆5、圆饼形水冷腔6、驱动齿轮8、导电触头11、集电环15、导电杆19、电刷20、放电针31、接地针32均采用黄铜制成；所述矩形导电栅网18、下圆形大导电栅网25、上圆形大导电栅网26、下圆形小导电栅网29、上圆形小导电栅网30均采用钨丝或钽丝编织而成；所述圆环形托板9、l形支撑杆10、传动圆环12、轮轴13、传动齿轮14、传动杆16、圆筒形安装座17、竖向安装杆21、径向安装杆22、斜拉杆23、喇叭形导气罩27、u形导气管28均采用耐高温绝缘材料制成；所述矩形透明窗门采用耐高温玻璃制成；外层水管2的外侧面下端与下装配孔的孔壁之间、驱动电机7与圆筒形反应室1的下内端面之间、四个集电环15的外侧面与圆筒形反应室1的内侧面之间、下圆形大导电栅网25的侧面与圆筒形反应室1的内侧面之间、上圆形大导电栅网26的侧面与圆筒形反应室1的内侧面之间均设有绝缘层。

所述耐高温绝缘材料为氧化铝陶瓷。

一种带有电偏转的金刚石膜制备方法（该方法是基于本发明所述的一种带有电偏转的金刚石膜制备装置实现的），该方法是采用如下步骤实现的：

首先，将内层水管4的下端管口与水泵连通，将出水间隙的下端与水箱连通，将u形导气管28的左管口通过管道与含碳气体钢瓶连通，将u形导气管28的右管口通过管道与辅助气体钢瓶连通，将抽气孔33与真空泵连通；然后，打开矩形透明窗门，并透过矩形窗孔34将基片放置在圆饼形载台3的上外端面，然后关闭矩形透明窗门；然后，利用真空泵对圆筒形反应室1进行抽真空；然后，启动第二电源，第二电源向热丝阵列24持续供电，使得热丝阵列24开始工作；然后，启动水泵，水泵将冷却水持续泵送至内层水管4，冷却水经进水孔持续流入圆饼形水冷腔6，并经各个喷水孔持续喷入冷却间隙，然后依次经出水孔、出水间隙持续排入水箱；在流经冷却间隙时，冷却水与圆饼形载台3进行热交换，由此对圆饼形载台3进行冷却；然后，启动第一电源，第一电源向驱动电机7持续供电，驱动电机7依次通过驱动齿轮8、圆筒形凸台驱动圆饼形载台3进行持续正向旋转，圆饼形载台3通过各个传动齿轮14带动传动圆环12进行持续反向旋转，传动圆环12通过各根传动杆16带动圆筒形安装座17进行持续反向旋转，圆筒形安装座17带动四个矩形导电栅网18进行持续反向旋转；

然后，分别启动第三至第五电源；第三电源依次通过两个集电环15、两个电刷20、两根导电杆19在第一个矩形导电栅网18和第二个矩形导电栅网18之间施加直流电压，使得第一个矩形导电栅网18和第二个矩形导电栅网18之间形成持续反向旋转的第一偏转电场；第四电源依次通过两个集电环15、两个电刷20、两根导电杆19在第二个矩形导电栅网18和第三个矩形导电栅网18之间施加直流电压，使得第二个矩形导电栅网18和第三个矩形导电栅网18之间形成持续反向旋转的第二偏转电场；第五电源依次通过两个集电环15、两个电刷20、两根导电杆19在第三个矩形导电栅网18和第四个矩形导电栅网18之间施加直流电压，使得第三个矩形导电栅网18和第四个矩形导电栅网18之间形成持续反向旋转的第三偏转电场；然后，分别启动第六至第十电源；第六电源在上圆形小导电栅网30和下圆形小导电栅网29之间施加直流电压，使得上圆形小导电栅网30和下圆形小导电栅网29之间形成第一加速电场，同时使得各根放电针31进行尖端放电；第七电源在下圆形小导电栅网29和上圆形大导电栅网26之间施加直流电压，使得下圆形小导电栅网29和上圆形大导电栅网26之间形成第二加速电场；第八电源在上圆形大导电栅网26和下圆形大导电栅网25之间施加直流电压，使得上圆形大导电栅网26和下圆形大导电栅网25之间形成第三加速电场；第九电源在下圆形大导电栅网25和热丝阵列24之间施加直流电压，使得下圆形大导电栅网25和热丝阵列24之间形成第四加速电场；第十电源在热丝阵列24和圆饼形载台3之间施加直流电压，使得热丝阵列24和圆饼形载台3之间形成第五加速电场；

然后，分别打开含碳气体钢瓶的阀门和辅助气体钢瓶的阀门；含碳气体经u形导气管28的左管口导入，并在尖端放电的作用下电离成为带正电含碳气体；辅助气体经u形导气管28的右管口导入；在第一加速电场、第二加速电场的共同作用下，带正电含碳气体高速喷向导气孔，并在导气孔上方与辅助气体混合成为带正电混合气体；在第二加速电场、第三加速电场、第四加速电场、第五加速电场的共同作用下，带正电混合气体依次经导气孔、喇叭形导气罩27、上圆形大导电栅网26、下圆形大导电栅网25、圆筒形安装座17高速喷射至热丝阵列24，并在热丝阵列24的高温作用下分解成为等离子体后高速喷射至基片的上端面，由此在基片的上端面沉积形成金刚石膜；在第一偏转电场、第二偏转电场、第三偏转电场的共同作用下，带正电混合气体及等离子体在喷射过程中进行偏转方位呈周期性变化的径向偏转，由此在基片的上端面沉积形成厚度均匀的金刚石膜；在沉积过程中，利用真空泵对圆筒形反应室1进行持续抽气，使得圆筒形反应室1内的气压保持稳定。

在沉积过程中，若带正电含碳气体发生回流，则两排接地针32能够将回流气体中的正离子导入大地，由此防止回流气体引发爆炸事故。

所述辅助气体为氦气或氩气。

所述第三至第五电源的输出电压均为恒定直流电压或三角波直流电压或矩形脉冲直流电压或三者的叠加；所述第六至第十电源的输出电压均为恒定直流电压或矩形脉冲直流电压或两者的叠加。

所述三角波直流电压的频率为0.01hz~5mhz。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。