[实用新型]一种用于化学气相沉积金刚石膜的谐振腔有效

专利信息
申请号: 201821286148.6 申请日: 2018-08-09
公开(公告)号: CN208545490U 公开(公告)日: 2019-02-26
发明(设计)人: 黄飞 申请(专利权)人: 四川纳涂科技有限公司
主分类号: C23C16/27 分类号: C23C16/27;C23C16/511
代理公司: 成都众恒智合专利代理事务所(普通合伙) 51239 代理人: 王育信
地址: 618500 四川*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 谐振腔 沉积台 化学气相沉积 本实用新型 电动定位 金刚石膜 圆形开口 圆柱体形 螺线圈 石英窗 倒角 滑台 同轴 等离子体损失 微波输入功率 模式转换器 底面密封 上部侧面 竖直固定 微波输入 夹角为 同心的 圆环形 底面 滑块
【说明书】:

实用新型公开了一种用于化学气相沉积金刚石膜的谐振腔,包括谐振腔本体、石英窗、沉积台、模式转换器,所述谐振腔本体上部为圆柱体形,下部为倒角圆柱体形,所述倒角圆柱体相邻面的夹角为135°,所述谐振腔本体上部侧面竖直固定有电动定位滑台,电动定位滑台的滑块上固定有环形螺线圈,所述环形螺线圈与谐振腔本体同轴,所述沉积台位于谐振腔本体内部且与其同轴,所述谐振腔本体底部设有与其同心的圆形开口,所述圆形开口固定连接有微波输入结构,所述石英窗为圆环形,位于沉积台与谐振腔本体底面之间,且与沉积台及谐振腔本体底面密封连接。本实用新型通过对谐振腔的巧妙设计,使其能够降低等离子体损失并具有较高的微波输入功率。

技术领域

本实用新型涉及一种微波谐振腔,具体地说,是涉及一种用于化学气相沉积金刚石膜的谐振腔。

背景技术

化学气相沉积法即通过反应气体的化学反应,在基体表面沉积固态材料,是一种制备均匀薄膜材料的好方法,其中热丝法、直流电弧喷射法、微波等离子体法已经成功应用于金刚石膜的制备。

在多种金刚石膜的制备方法中,微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法是制备高品质金刚石膜的首选方法,拥有着其它制备方法无法比拟的可控性和洁净性。它的镀膜过程是依靠微波能量激发反应气体形成等离子体来完成的,既没有电极放电造成的污染,也没有金属丝蒸发造成的污染,适合于高品质金刚石膜的制备。

在过去几十年间,微波等离子体化学气相沉积法制备高品质金刚石膜技术取得了很大发展,很大程度上得益于微波等离子体化学气相沉积法金刚石膜沉积装置的发展。在微波等离子体化学气相沉积法金刚石膜沉积装置中,石英微波窗口既起到传输微波进入谐振腔室的作用,又起着谐振腔真空密封的作用。然而,如果石英微波窗口距离等离子体太近,高功率下会很容易受到等离子体的刻蚀,限制了微波等离子体化学气相沉积法金刚石膜沉积装置微波输入功率的水平。此外,现有技术中控制等离子体形态的方法为升降沉积台,但可升降沉积台不利于谐振腔气密性的实现,而且还会造成等离子体损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于化学气相沉积金刚石膜的谐振腔,通过对其结构的巧妙设计,使其能够降低等离子体损失并具有较高的微波输入功率。

为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:

一种用于化学气相沉积金刚石膜的谐振腔,包括谐振腔本体、石英窗、沉积台、模式转换器,所述谐振腔本体上部为圆柱体形,下部为倒角圆柱体形,所述倒角圆柱体相邻面的夹角为135°,所述谐振腔本体上部侧面竖直固定有电动定位滑台,电动定位滑台的滑块上固定有环形螺线圈,所述环形螺线圈与谐振腔本体同轴,所述沉积台位于谐振腔本体内部且与其同轴,所述谐振腔本体底部设有与其同心的圆形开口,所述圆形开口固定连接有微波输入结构,所述石英窗为圆环形,位于沉积台与谐振腔本体底面之间,且与沉积台及谐振腔本体底面密封连接。

进一步,所述谐振腔本体由双层不锈钢制成,其内部空间形成水冷通道。

进一步,所述谐振腔本体顶部设有进气口,底部设有抽气口,所述进气口及抽气口与谐振腔本体内部的空腔连通。

进一步,所述谐振腔本体顶部设有出水口,底部设有注水口,所述注水口及出水口与所述水冷通道连通。

进一步,所述微波输入结构包括波导管及模式转换器,所述模式转换器与谐振腔本体同轴。

进一步,所述沉积台(3)为中空结构,其下部密封连接有导管,导管下端与谐振腔本体底部密封连接,所述导管与沉积台内部的空腔以及谐振腔本体的水冷通道连通。

所述电动定位滑台为现有技术,在此不做赘述。

与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

(1)本实用新型的环形螺线圈可以上下移动,以此通过磁场来控制等离子体的形态,增大了沉积面积,使系统能够产生更大面积的金刚石膜。

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