[发明专利]微波发生器以及合成金刚石材料的制造

权利要求书

1.一种用于在微波等离子体增强化学气相沉积(MPECVD)系统中使用的微波发生器系统，所述微波发生器系统包括：

微波发生器单元，被配置为以适合于经由化学气相沉积处理制造合成金刚石材料的操作功率输出产生微波；

故障检测系统，被配置为检测所述微波发生器单元中导致操作功率输出的减少或者频率的改变的故障，其中所述故障检测系统被配置为检测管电弧故障和π-1振荡模式故障中的至少一种；以及

重新启动系统，被配置为响应检测到故障而重新启动所述微波发生器单元，并且在所述微波发生器单元中导致操作功率输出的减少或者频率的改变的故障之后小于10秒的时间段内恢复操作功率输出或者频率。

2.根据权利要求1所述的微波发生器系统，

其中所述微波发生器单元被配置为产生至少1kW且小于100kW的操作功率输出。

3.根据权利要求1所述的微波发生器系统，

其中所述微波发生器单元包括磁控管。

4.根据权利要求1所述的微波发生器系统，

其中所述微波发生器单元包括直流电流开关模式功率供应单元。

5.根据权利要求1所述的微波发生器系统，

其中所述微波发生器单元包括存储小于100焦耳能量的功率供应单元。

6.根据权利要求5所述的微波发生器系统，

其中所述功率供应单元存储多于2焦耳能量。

7.根据权利要求1所述的微波发生器系统，

其中所述微波发生器单元包括线性功率供应单元。

8.根据权利要求1所述的微波发生器系统，

其中所述微波发生器单元包括当检测到故障时转移所存储的能量的电路。

9.根据权利要求1所述的微波发生器系统，

其中所述故障检测系统被配置为检测所述管电弧故障和所述π-1振荡模式故障二者。

10.根据权利要求1所述的微波发生器系统，

其中所述管电弧故障通过阳极电流尖峰检测。

11.根据权利要求1所述的微波发生器系统，

其中所述π-1振荡模式故障通过下面的至少一个检测：

调谐到所述π-1振荡模式的频率的天线；

调谐到基本π模式的频率的天线；

检测高于阴极电压阈值的阴极电压的升高；

检测低于阳极电压阈值的阳极电压的减小；以及

检测低于阈值的阴极电压与阳极电流的比值的升高。

12.根据权利要求11所述的微波发生器系统，

其中所述π-1振荡模式故障通过检测阴极电压与阳极电流的比值的升高，作为高于阴极电压阈值的阴极电压增加以及低于阳极电压阈值的阳极电压降低的结果而检测。

13.根据权利要求1所述的微波发生器系统，

其中所述重新启动系统响应检测到故障重新启动所述微波发生器单元并且恢复操作功率输出的时间段小于8秒。

14.根据权利要求1所述的微波发生器系统，

其中所述重新启动系统被配置为通过顺序地实现下面的步骤响应管电弧故障：

增加所述微波发生器单元中的灯丝电流至高于标准操作灯丝电流值，以加热所述微波发生器单元的所述灯丝；

朝向标准操作级别倾斜阳极-阴极电压；以及然后

将灯丝电流向下减小到标准操作灯丝电流值，由此在小于10秒的时间段内返回到标准操作条件。