[实用新型]微波等离子体薄膜沉积装置

说明书

本实用新型涉及等离子体激发装置技术领域，公开了一种微波等离子体薄膜沉积装置，包括反应体、等离子体激发锥体、薄膜沉积基台和多层微波源组件，反应体内设有微波谐振腔；每层微波源组件均包括多个微波激励源，多个微波激励源沿反应体的周向分布于反应体的侧壁；等离子体激发锥体和薄膜沉积基台分别设置于反应体的两端，等离子体激发锥体的尖部朝向微波谐振腔内；等离子体激发锥体内设有进气流道，进气流道贯通至等离子体激发锥体的尖部。该微波等离子体薄膜沉积装置在薄膜沉积基台上有大面积的高场强区域分布，从而在高场强作用下激发出大面积的等离子体区域，利于实现沉积大面积薄膜。

技术领域

本实用新型涉及等离子体激发装置技术领域，尤其涉及一种微波等离子体薄膜沉积装置。

背景技术

等离子体技术随着科技发展体现出日益重要的作用，对于集成电路、太阳能电池、显示器、材料的改性以及生物应用等领域，更加需要一种大面积、稳定的等离子体技术。目前来说，利用微波等离子体沉积薄膜装置主要是电子回旋微波等离子体系统和微波谐振腔式微波等离子体装置，前者发展较早并且已经成熟，现在的主流方向主要集中在研究各种微波谐振腔式的微波等离子体装置。不同于电子回旋微波等离子体装置需要一个稳定的外置磁场，微波谐振腔式微波装置是利用微波在微波谐振腔内形成的高电场强度，直接击穿低压下的气体形成等离子体，激发出等离子体后再逐渐升高气压至实验所需要的数值。

微波谐振腔式微波等离子体装置具有无电极放电的特点，避免了电极可能造成的污染。同时，微波谐振腔式微波等离子体由于能量密度高，电子温度高，可获得高浓度的活性基团，可用来沉积薄膜材料。目前利用微波等离子体进行薄膜沉积所用的装置结构比较单一，其用途范围小，大多只能应用于金刚石薄膜的沉积；所用频率单一，使用低频率不利于等离子体的激发并且能够激发的微波等离子体的强度不够大，而使用较高频率的微波源则会导致激发的等离子体的面积区域变小，不能够在沉积基台上的获得大面积的等离子体从而不能沉积大面积的薄膜材料。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种微波等离子体薄膜沉积装置，用以解决现有的薄膜沉积结构沉积面积区域较小、微波等离子体强度不够的问题。

本实用新型实施例提供一种微波等离子体薄膜沉积装置，包括反应体、等离子体激发锥体、薄膜沉积基台和多层微波源组件，所述反应体内设有微波谐振腔；每层所述微波源组件均包括多个微波激励源，多个所述微波激励源沿所述反应体的周向分布于所述反应体的侧壁；所述等离子体激发锥体和所述薄膜沉积基台分别设置于所述反应体的两端，所述等离子体激发锥体的尖部朝向所述微波谐振腔内；所述等离子体激发锥体内设有进气流道，所述进气流道贯通至所述等离子体激发锥体的尖部。

其中，所述薄膜沉积基台置于所述微波谐振腔内，所述薄膜沉积基台的台面朝向所述等离子体激发锥体的尖部；所述薄膜沉积基台通过调节杆连接于所述反应体，所述调节杆用于带动所述薄膜沉积基台的背面设有转杆，所述转杆用于带动所述薄膜沉积基台绕所述薄膜沉积基台的轴线转动。

其中，所述转杆的一端连接于所述薄膜沉积基台，所述转杆的另一端通过升降机构连接于所述反应体，以带动所述薄膜沉积基台沿所述微波谐振腔的轴向移动。

其中，所述薄膜沉积基台的内部设有冷却液管以及温度传感器，所述冷却液管连接于位于所述反应体的外部的冷却液系统。

其中，所述冷却液系统包括循环泵和冷却器，所述冷却液管、所述循环泵和所述冷却器依次相连，构成冷却循环回路；

还包括设于所述反应体的外部的温控器，所述温控器集成有温度比较器，所述温度比较器内预存有预设温度值，所述温度比较器的输入端电连接于所述温度传感器，所述温度比较器的输出端电连接于所述循环泵。

其中，多层所述微波源组件沿所述微波谐振腔的轴向间隔分布，同一层所述微波源组件中的多个所述微波激励源的频率相等。