[实用新型]微波等离子体化学气相沉积装置

说明书

本实用新型为一种微波等离子体化学气相沉积装置，包括微波源、环形器、功率计、三销钉匹配调节器、模式转换天线、短路活塞、石英窗口、沉积基台、矩形波导、圆波导、水负载和密闭反应腔体；微波源依次与环形器、功率计、三销钉匹配调节器、模式转换天线、矩形波导连接，环形器连接有水负载，矩形波导的末端设置有短路活塞，模式转换天线位于沉积基台的正上方，密闭反应腔体的顶部设置有石英窗口，矩形波导通过模式转换天线下接圆波导再经石英窗口投射入密闭反应腔体中，密闭反应腔体的内部设置有沉积基台，沉积基台上设置有等离子体球。本发明能够利用TM₀₂模式产生较大面积等离子体区域用于沉积金刚石膜，装置结构更加简单，成本更低。

技术领域

本实用新型涉及化学气相沉积金刚石膜领域，具体涉及一种微波等离子体化学气相沉积装置。

背景技术

金刚石膜同时拥有许多优异的性能，如：极高的硬度和弹性模量、极高的室温热导率、相对宽的禁带和电磁波透过范围、极佳的介电和绝缘性能、优异的半导体性能、良好的化学稳定性、极高的抗辐射阈值等，因而是众多传统及高技术领域中迫切需要的一种新材料。

微波等离子化学气相沉积具有无极放电，放电区域能量集中且分布均匀等优点，可以实现高纯度金刚石膜的快速沉积，是目前制备高质量金刚石膜的最佳方法。微波等离子化学气相沉积法以其可控的高质量在近30年来发展迅速，金刚石膜的大面积沉积可以极大地降低成本，进一步促进金刚石膜的工业化应用，对于直径2英寸以内的高质量金刚石膜可以通过2.45GHz的MPCVD技术满足需求。然而在金刚石膜这种材料的有些特殊应用中，如高功率微波及太赫兹窗口材料，会要求所制备的金刚石膜具有较大面积，在现有技术中，通常都是利用TM₀₁模式来实现激发等离子体的，等离子体区域都不能突破半波长的限制，因此金刚石膜的面积往往受限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可用于2.45GHz频率下的微波等离子体化学气相沉积装置。

为达到上述目的，本实用新型是这样实现的：

微波等离子体化学气相沉积装置，包括微波源、环形器、功率计、三销钉匹配调节器、模式转换天线、短路活塞、石英窗口、沉积基台、矩形波导、圆波导、水负载和密闭反应腔体；

所述微波源依次与环形器、功率计、三销钉匹配调节器、模式转换天线、矩形波导连接，所述环形器连接有水负载，所述矩形波导的末端设置有短路活塞，所述模式转换天线位于沉积基台的正上方，所述密闭反应腔体的顶部设置有石英窗口，所述矩形波导通过模式转换天线下接圆波导再经石英窗口投射入密闭反应腔体中，所述密闭反应腔体的内部设置有沉积基台，所述沉积基台上设置有等离子体球。

进一步的，所述密闭反应腔体的腔体下部开设有用于通入内部的反应气体入口。

相对于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型解决了现有装置在沉积金刚石膜不能突破半波长的限制，本实用新型采用了新的模式，利用设计了利用TM₀₂模式产生较大面积等离子体区域用于沉积金刚石膜，装置结构更加简单，成本更低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例微波等离子体化学气相沉积装置的结构示意图。