[发明专利]TM021模式的高功率微波等离子体金刚石膜沉积装置

摘要

本发明TM021模式的高功率微波等离子体金刚石膜沉积装置，该装置由上下圆柱体、可调节的上腔体和微波反射板、沉积台、微波同轴激励口，微波石英窗口，进出气口，测温孔和观察窗等组成。此装置拥有TM021模式的电场分布，具有微波谐振腔内电场分布集中，激发等离子体位置稳定的特点。该装置可通过其调节机构实时地优化装置中等离子体的分布。置于沉积台下方的环状微波石英窗口可避免被等离子体过度加热、污染和刻蚀。谐振腔内壁距离高温等离子体区较远，减弱了对腔室内壁的热辐射和避免沉积异物。装置各主要部件可直接水冷。上述优点使得此装置可被应用于较高功率的微波输入，实现大面积高品质金刚石膜的高效沉积。

主权项

一种TM021模式的高功率微波等离子体金刚石膜沉积装置，其特征在于，该装置包括微波谐振腔兼真空腔室主体、微波馈入口、气体流通和平衡系统和调节结构；所述微波谐振腔兼真空腔室主体由上圆柱体（1）、下圆柱体（2）、圆柱形上腔体（3）和微波反射板（4）、沉积金刚石膜的沉积台（5）和样品托（12）和石英微波窗口（6）组成；所述微波馈入口由同轴内导体（7）和同轴外导体（8）组成； 所述气体流通和平衡系统包括进气口（10）、出气口（13）和进气管道（20）；所述调节结构包括：右调节柱（17），左调节柱（18）和反射板调节柱（19）；其中，所述上圆柱体（1）的下端设置下圆柱体（2），所述圆柱形上腔体（3）通过右调节柱（17）和左调节柱（18）安装在所述上圆柱体（1）内部的上端，所述圆柱形上腔体（3）在右调节柱（17）和左调节柱（18）的驱动下在所述上腔体（1）内上下调节，所述微波反射板（4）设置在所述圆柱形上腔体（3）内，所述反射板调节柱（19）一端固定在所述上圆柱体（1）的顶端，另一端穿过所述圆柱形上腔体（3）与所述微波反射板（4）固接，所述微波反射板（4）在反射板调节柱（19）驱动下在所述圆柱形上腔体（3）内上下调节，所述沉积金刚石膜的沉积台（5）设置在所述下圆柱体（2）内，所述样品托（12）设置在所述沉积金刚石膜的沉积台（5）的顶部，所述石英微波窗口（6）设置在所述沉积金刚石膜的沉积台（5）下端，所述出气口（13）设置在下圆柱体（2）的底部，由所述同轴内导体（7）和同轴外导体（8）组成的微波馈入口与所述下圆柱体（2）的底部联通，所述进气管道（20）内嵌于所述反射板调节柱（19）的中心位置，所述进气口（10）设置在所述反射板调节柱（19）一侧管壁上，所述进气口（10）与进气管道（20）联通，所述反射板调节柱（19）的顶部设有测温装置（14），所述测温装置（14）下端进气管道（20）内设置测温透镜（15），,观察窗（16）设置所述上圆柱体（1）和下圆柱体（2）连接处的侧壁上。