一种用于大长径比金属筒（或管）内壁沉积类金刚石薄膜的设备的制作方法

技术特征：
1.一种用于大长径比金属筒(或管)内壁沉积金刚石薄膜的设备，含有真空沉积室，与沉积室连通有原料进气管和抽真空装置，在沉积室内底部设有与等离子发生源负极连接的阴极板，阴极板上连接了一个导电环，构成了阴极载物台，被镀金属筒(或管)置于导电环上，在被镀金属筒(或管)的外围设置了阳极筒。沉积室内部的阴极板周围设置了阳极罩，阳极罩与阳极筒连通，共同构成阳极屏蔽。在阴极板下设置了电绝缘陶瓷板，隔离阴极板与沉积室。其中阳极罩与沉积室电连接，沉积室与地线连接，在被镀金属筒内设置了丝网阳极筒，丝网阳极筒与阳极罩电连接，形成丝网阳极；在丝网阳极上安装了热电偶，热电偶与沉积室外的温度显示器连通，其特征是：所述等离子沉积阳极采用丝网结构，丝网阳极与被镀金属筒(或管)内壁之间间隔一定的距离，丝网阳极由表面光滑的高熔点金属丝编制而成，丝网网格构成气体通道，并形成热灯丝加热效应，温度显示器可测量并显示丝网阳极的温度；所述等离子发生源的阳极接地，发生源的阴极与真空电极连接，真空电极与阴极载物台连接。2.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜沉积设备，其特征是：所述丝网阳极的金属丝线在300℃时，仍具有良好刚度和强度，例如不锈钢丝、钨丝、钼丝等金属丝线。3.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜沉积设备，其特征是：所述丝网阳极的网格形状为任意形状(菱形、圆形、矩形、方形以及异形等)。4.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜沉积设备，其特征是：所述丝网阳极并不设置电力输入的加热电源，而是通过等离子电场中热电子的轰击并吸收电子，在金属丝线中形成阳极电流，使丝网阳极的温度上升。5.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜沉积设备，其特征是：所述阳极罩和阳极筒与被镀金属筒、阴极板以及导电环之间的距离为2
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5mm之间。6.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜沉积设备，其特征是：所述导电环与阴极板之间由阳极罩隔开，并通过阴极杆穿越阳极罩上的圆孔连结，阴极杆与阳极罩上的圆孔内壁间隔2
‑
5mm之间，形成阴阳极间的电绝缘；导电环与阳极罩之间的间距大于30mm。7.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜沉积设备，其特征是：所述等离子发生源为dc直流等离子发生源，或者为dc直流脉冲等离子发生源，或者为rf射频等离子发生源，或者为微波等离子发生源。8.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜沉积设备，其特征是：所述热电偶和温度显示器与丝网阳极连接，可测定构成丝网阳极的金属丝线线径和网格密度能否使丝网阳极温度达到类金刚石薄膜材料的沉积温度。9.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜沉积设备，其特征是：所述阳极筒、阳极罩、丝网阳极以及导电环的形状和尺寸与被镀金属筒(或管)的形状及尺寸相匹配，被镀金属筒(或管)为圆形筒，或者为方形筒，或者为椭圆形筒，或者为多边形筒，或者为矩形筒，或者为其他任意形状筒。10.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜沉积设备，其特征是：所述被镀金属筒(或管)的内壁尺寸需大于50mm以上。11.根据权利要求1所述的类金刚石薄膜沉积设备，其特征是：所述抽真空装置使得所述等离子体发生室的真空度不低于5
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10
‑3pa。

技术总结
本发明涉及一种在大长径比(L/D)或小直径金属筒(或管)内壁沉积类金刚石薄膜的设备，设备采用一个用金属丝网制作的筒(或管)状阳极，把金属筒(或管)的内壁作为阴极，在丝网阳极和金属筒(或管)内壁之间构成等离子电场，丝网阳极的中心区域构成反应气体流通通道，丝网阳极上的网孔则成为反应气体均匀分布的通道，在等离子电场中施加高电压，电场中高能电子轰击丝网阳极并产生电流。高能电子的轰击和电流使丝网阳极产生高温，对被镀金属筒内壁辐射加热。丝网阳极能够增大反应气体的通量，提高在小的电极间距下薄膜沉积的均匀性。该设备内设置了热电偶和温度显示器，调整丝网阳极的网格密度(网格尺寸)和丝线线径，使丝网阳极温度达到类金刚石薄膜材料沉积所需的温度。该技术有效解决在具有大的长径比或小直径筒(或管)中，狭窄极间距的封闭空间内反应气体流动受阻而导致放电困难，从而使薄膜沉积不均和难以成膜的问题。题。题。


技术研发人员：郑锦华 刘青云 李志雄
受保护的技术使用者：河南晶华膜技真空科技有限公司
技术研发日：2021.05.13
技术公布日：2021/10/14