[发明专利]微波等离子体化学气相沉积装置及其应用

权利要求书

1.一种微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，包括谐振腔、耦合转换腔、以及分隔于谐振腔和耦合转换腔之间的介质窗口，

所述介质窗口具有一冷却腔体，该冷却腔体独立于所述谐振腔和耦合转换腔，介质窗口由透光材料围成所述冷却腔体，

所述冷却腔体具有可与外部冷却回路连通的进口和出口。

2.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，所述介质窗口的材质为石英玻璃。

3.根据权利要求2所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，所述介质窗口包括上层石英玻璃和下层石英玻璃，上层石英玻璃和下层石英玻璃围成所述冷却腔体。

4.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，所述外部冷却回路为制冷的气体回路。

5.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，工艺气体通过涡旋进气方式进入所述谐振腔，工艺气体在谐振腔内被激发放电形成球形的等离子体。

6.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，所述耦合转换腔通过水冷方式控温。

7.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，所述谐振腔的抽真空管路上设置有一密封板，该密封板上开设有至少一个气孔。

8.根据权利要求7所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，所述密封板上开设有一个气孔，该气孔的直径为0.5~1mm。

9.根据权利要求7所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，所述介质窗口与谐振腔之间通过1系铝环密封。

10.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，还包括微波源，微波源所产生的微波的功率为6~75kW，频率为915MHz~2.45GHz。

11.根据权利要求10所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，还包括波导管和模式转换天线，波导管连接于微波源和耦合转换腔之间；模式转换天线的底端延伸至耦合转换腔内。

12.根据权利要求11所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，所述波导管包括第一波导管和第二波导管，第二波导管连接于所述第一波导管和耦合转换腔的顶端之间，所述第二波导管与第一波导管垂直设置，模式转换天线与第二波导管同轴设置。

13.根据权利要求12所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，第一波导管为矩形波导管。

14.根据权利要求1或13所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，耦合转换腔为圆形波导管。

15.根据权利要求12所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，第一波导管和微波源之间设置有调配器。

16.根据权利要求15所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，调配器和第一波导管之间设置有过渡波导。

17.根据权利要求11所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，模式转换天线为金属耦合天线。

18.权利要求1至17任一所述的微波等离子体化学气相沉积装置在合成单晶金刚石中的应用。