[发明专利]一种圆顶式微波等离子体化学气相沉积金刚石膜装置

摘要

一种圆顶式微波等离子体化学气相沉积金刚石膜装置，适用于高功率微波输入下高品质金刚石膜的快速制备。谐振腔主体由圆顶反射体、金属薄板反射体、石英环窗口、圆柱反射体和沉积台所组成。金属薄板反射体可以阻挡微波向谐振腔顶部的传播，使微波更多地聚集于基片上方。沉积台分为中心沉积台和边缘沉积台两部分，二者的独立上下移动功能利于实现等离子体状态的快速优化。石英环窗口隐藏于谐振腔壁形成的狭缝间，既可以躲避等离子体的刻蚀，又利于谐振腔真空性能的提高。另外，良好的水冷系统设计保证了设备在高功率下运行的安全。诸多的优点汇集到一起，使得该圆顶式微波等离子体化学气相沉积装置具备在高功率水平下高速沉积高品质金刚石膜的能力。

主权项

一种圆顶式微波等离子体化学气相沉积金刚石膜装置，该装置包括圆柱体外壳（3），设置圆柱体外壳（3）顶部的同轴波导转换器（1），设置在圆柱体外壳（3）内的圆柱体环形天线（2），设置圆柱体外壳（3）下端的谐振腔圆柱反射体（7），其特征在于，所述谐振腔圆柱反射体（7）内部设置可调节圆环状边缘沉积台（9），可调节中心沉积台（8）设置所述可调节圆环状边缘沉积台（9）中间，基片（10）设置在可调节中心沉积台（8）顶端，可调节中心调节台（8）和可调节圆环状边缘沉积台（9）在竖直方向上相互独立移动，用于激发形成的等离子体（11）状态的优化调节；所述圆柱形环形天线（2）的中心位置内嵌有进气管道（13），所述圆柱形环形天线（2）的底部中心位置设置半球形的谐振腔圆顶反射体（5），所述进气管道（13）与谐振腔圆顶反射体（5）连通，圆环状的金属薄板反射体（6）设置在谐振腔圆顶反射体（5）的底部，圆环状的金属薄板反射体（6）用于阻挡已经耦合进入谐振腔内部的微波向圆顶反射体方向传播，使微波能量更多地聚集于金刚石膜沉积台上方，激发反应气体形成高密度等离子体；石英环窗口（4）设置靠近所述圆柱体环形天线（2）外侧壁的底部和圆柱体外壳（3）之间，距离等离子体（11）较远；所述石英环窗口（4）、谐振腔圆顶反射体（5）、金属薄板反射体（6）、谐振腔圆柱反射体（7）、可调节中心沉积台（8）和可调节圆环状边缘沉积台（9）构成密闭的圆顶式微波谐振腔；出气口（14）设置在谐振腔圆柱反射体（7）的底部。