[实用新型]一种微波等离子体化学气相沉积装置

说明书

本实用新型涉及一种微波等离子体化学气相沉积装置，包括：相互连接的波导装置和反应腔，其中，波导装置包括微波天线，微波天线包括进气管、水冷结构、天线下盘和分气盘，其中，水冷结构套设在进气管的外部；分气盘设置在天线下盘的下端；进气管的下端穿过天线下盘与分气盘连接；反应腔设置在波导装置下方，天线下盘位于反应腔内部。本实用新型的微波等离子体化学气相沉积装置，微波天线与反应腔直接相连，不用额外设置介质窗口，微波辐射直接传递至反应腔中，可以降低微波能量损失。

技术领域

本实用新型属于金刚石膜制备技术领域，具体涉及一种微波等离子体化学气相沉积装置。

背景技术

金刚石膜具有高硬度、低摩擦系数、高热导率、高透光性、宽禁带宽度、高电阻率、高击穿场强以及高载流子迁移率等一系列优异性能，是一种性能极为优越的多功能材料。正是由于在如此多的方面都有极佳的表现，因而金刚石膜是21世纪新材料领域中最吸引人瞩目的热点材料之一。

人工制备金刚石膜的方法有很多，比如热丝法、热阴极法、直流电弧等离子体喷射法等，在众多的方法中，微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法产生的等离子体密度高，同时，利用该方法沉积金刚石膜的过程可控性和洁净性好，因此，MPCVD法一直是制备高品质金刚石膜的首选方法。

微波等离子体化学气相沉积装置是利用微波能实现化学气相沉积的一种工艺装置，现有的微波等离子体化学气相沉积装置在制备金刚石膜时，不可避免的在反应室内会产生大量的热，从而会造成成膜效果不理想的问题，而且微波辐射通过介质窗口传递至反应腔中，会造成微波能量损失。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种微波等离子体化学气相沉积装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种微波等离子体化学气相沉积装置，包括：相互连接的波导装置和反应腔，其中，

所述波导装置包括微波天线，所述微波天线包括进气管、水冷结构、天线下盘和分气盘，其中，

所述水冷结构套设在所述进气管的外部；

所述分气盘设置在所述天线下盘的下端；

所述进气管的下端穿过所述天线下盘与所述分气盘连接；

所述反应腔设置在所述波导装置下方，所述天线下盘位于所述反应腔内部。

在本实用新型的一个实施例中，所述水冷结构包括进水管、出水管和水套轴，其中，

所述进水管和所述出水管由内到外依次套设在所述进气管的外部；

所述进水管和所述出水管的下端与所述天线下盘连接；

所述水套轴套接在所述出水管的外部，所述水套轴上开设有进水口和出水口，所述进水口与所述进水管连通，所述出水口与所述出水管连通，且位于所述进水口的下方。

在本实用新型的一个实施例中，所述出水管与所述天线下盘上表面的直径比为1:15-1:20。

在本实用新型的一个实施例中，所述天线下盘呈圆台状，其母线与水平面的夹角为15°-20°。

在本实用新型的一个实施例中，所述分气盘上设置有均匀排列的分气孔。

在本实用新型的一个实施例中，所述微波等离子体化学气相沉积装置，还包括冷却罩，位于所述波导装置的下方，所述冷却罩与所述反应腔连接，用于对所述反应腔进行风冷散热。

在本实用新型的一个实施例中，所述冷却罩包括均风板、引风道、风机和连接管，其中，

所述均风板设置在所述反应腔上方，所述均风板上设置有若干通风孔；

所述引风道与所述均风板连接；