[发明专利]微波等离子体化学气相沉积金刚石反应装置

权利要求书

1.一种微波等离子体化学气相沉积金刚石反应装置，包括谐振腔体，其特征在于：所述的谐振腔体分为上圆筒形腔体（1）、中间圆弧形腔体（2）和下圆筒形腔体（3），其中，中间圆弧形腔体（2）的曲率半径R等于微波波长λ，上圆筒形腔体（1）的直径大于中间圆弧形腔体（2）的直径，中间圆弧形腔体（2）的直径大于下圆筒形腔体（3）的直径；上圆筒形腔体（1）的顶盖上安装有石英钟罩介质窗口（4）和同轴探针天线（5），石英钟罩介质窗口（4）位于同轴探针天线（5）的正下方，石英钟罩介质窗口（4）与上圆筒形腔体（1）顶盖的连接处为密封设置；同轴探针天线（5）的空心内导体设置为进风管（6），同轴探针天线（5）的外导体侧壁上设置有出风孔（7）；上圆筒形腔体（1）的顶盖上还设置有与谐振腔体内部空间相通的反应气体入口（8）；下圆筒形腔体（3）内设置有反射板（9），反射板（9）上设置有反应气体出口（10），反射板（9）的中部安装有圆柱形升降基台（11）；下圆筒形腔体（3）的底板上设置有反应气体总出口（12）；上圆筒形腔体（1）、中间圆弧形腔体（2）、下圆筒形腔体（3）、石英钟罩介质窗口（4）、同轴探针天线（5）、反射板（9）及圆柱形升降基台（11）都位于同一轴线上；上圆筒形腔体（1）的顶盖中心处设有腔口（1-1），石英钟罩介质窗口（4）为碗状结构，在其碗口周缘设有外延的搭棱（4-1），石英钟罩介质窗口（4）以碗口朝上的方向安置在上圆筒形腔体（1）的腔口（1-1）内，并且石英钟罩介质窗口（4）上的搭棱（4-1）密封的搭接在上圆筒形腔体（1）腔口（1-1）处的顶盖上；同轴探针天线（5）安装在上圆筒形腔体（1）的顶盖上正对腔口（1-1）的位置处；石英钟罩介质窗口（4）的口径大于同轴探针天线（5）外导体的直径。

2.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积金刚石反应装置，其特征在于：上圆筒形腔体（1）的顶盖上与石英钟罩介质窗口（4）搭棱（4-1）相搭接的部位设有一圈密封槽（13），密封槽（13）内设置有密封圈（14）。

3.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积金刚石反应装置，其特征在于：同轴探针天线（5）的外导体侧壁上设置的出风孔（7）的数量为2-8个。

4.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积金刚石反应装置，其特征在于：反射板（9）上设置的反应气体出口（10）的数量为3-12个。

5.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积金刚石反应装置，其特征在于：微波波长λ为117.4-127.5mm，中间圆弧形腔体（2）的曲率半径R等于微波波长λ，上圆筒形腔体（1）的直径为270-300mm，下圆筒形腔体（3）的直径为180-230mm。

6.根据权利要求5所述的微波等离子体化学气相沉积金刚石反应装置，其特征在于：微波波长λ为122.4mm，中间圆弧形腔体（2）的曲率半径R为122.4mm，上圆筒形腔体（1）的直径为284mm，下圆筒形腔体（3）的直径为200mm。

7.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积金刚石反应装置，其特征在于：微波波长λ为317.9-337.9mm，中间圆弧形腔体（2）的曲率半径R等于微波波长λ，上圆筒形腔体（1）的直径为740-800mm，下圆筒形腔体（3）的直径为400-600mm。

8.根据权利要求7所述的微波等离子体化学气相沉积金刚石反应装置，其特征在于：微波波长λ为327.9mm，中间圆弧形腔体（2）的曲率半径R为327.9mm，上圆筒形腔体（1）的直径为758mm，下圆筒形腔体（3）的直径为500mm。