一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器的制作方法

1.本实用新型属于金刚石合成技术领域，特别是涉及一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器。


背景技术：

2.金刚石因其具有高硬度、高热导率、高化学惰性、高光学透明性、高禁带宽度和高载流子浓度等优异的性能，在机械加工、高功率器件散热片、高功率透波窗口和半导体器件及半导体芯片等高精尖领域都有着巨大的应用价值；在上述这些高精尖领域应用中，对金刚石的尺寸及品质都有着严格的要求。
3.现今化学气相沉积(chemical vapor deposition,cvd)技术是制备高质量金刚石膜的主要技术之一，其中微波cvd(mpcvd)因无极放电的影响，是目前公认高纯度金刚石的首要方法，截至目前该方法在人造钻石领域、高功率金刚石光学窗口、芯片衬底、光学透波窗口等领域得到广泛开发和应用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器，通过在基座上设置辅助出气管，通过在支气管和通气槽配合保证了基座上方的气体能被均匀的从通气槽、出气口、辅助出气管中抽出。使腔体内的气流方向更加集中于基座表面，加速等离子中物质的交换，提高沉积效率，同时基片台边缘的部分热量也会被气流带走，避免了边缘温度过高现象。
5.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.本实用新型为一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器，包括腔体和微波发生器，所述腔体的顶部安装有微波耦合器；所述微波发生器发生的微波传输至微波耦合器；所述微波耦合器的底部设有介电窗口；所述微波耦合器通过介电窗口将微波进给至腔体内；所述腔体的上端为斜面；所述斜面上对称安装有若干进气缓冲装置；所述进气缓冲装置的一侧与进气管道联通，所述进气缓冲装置与斜面的连接处设有若干进气口；所述腔体的底面两侧分别设有若干出气口；所述腔体的底面中间设有基座；所述基座上安装有一钼托；所述基座的上表面设有一用于安装钼托的卡槽；所述基座的中间设有一辅助出气管；所述辅助出气管的上端设有若干支气管；所述支气管的顶部开口设置在卡槽底面上；钼托的下表面设有安装底座；所述安装底座的下端面均匀设有若干用于通气的通气槽。
7.进一步地，所述微波发生器的出口端设有一三销钉调配器。
8.进一步地，所述微波耦合器的中间设有一天线；所述微波耦合器和天线内均设有可循环的冷却介质。
9.进一步地，所述卡槽的内底面中间设有一定位凸起。
10.进一步地，所述安装底座的下表面中间设有一定位槽；所述定位槽与定位凸起配合。
11.进一步地，所述钼托与卡槽之间设有用于通气的间隙，所述间隙范围在1-50mm。
12.本实用新型具有以下有益效果：
13.本实用新型通过在基座上设置辅助出气管，通过在支气管和通气槽配合保证了基座上方的气体能被均匀的从通气槽、出气口、辅助出气管中抽出。使腔体内的气流方向更加集中于基座表面，加速等离子中物质的交换，提高沉积效率，同时基片台边缘的部分热量也会被气流带走，避免了边缘温度过高现象。
14.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器的结构示意图；
17.图2为图1中a处的局部放大图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.请参阅图1-2所示，本实用新型为一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器，包括腔体1和微波发生器3，腔体1的顶部安装有微波耦合器4；微波发生器3的出口端设有三销钉调配器301；通过三销钉调配器301对发生的微波进行调节。
20.微波发生器3发生的微波传输至微波耦合器4；微波耦合器4的底部设有介电窗口401；微波耦合器4通过介电窗口401将微波进给至腔体1内；微波耦合器4的中间设有一天线5；微波耦合器4和天线5内均设有可循环的冷却介质；
21.腔体1的上端为斜面103；斜面103上对称安装有若干进气缓冲装置2；进气缓冲装置2的一侧与进气管道201联通，进气缓冲装置2与斜面103 的连接处设有若干进气口101；
22.腔体1的底面两侧分别设有若干出气口102；腔体1的底面中间设有基座6；基座6上安装有一钼托7；
23.基座6的上表面设有一用于安装钼托7的卡槽601；卡槽601的内底面中间设有一定位凸起602，基座6的中间设有一辅助出气管603；辅助出气管603的上端设有若干支气管604；支气管604的顶部开口设置在卡槽601 底面上；
24.钼托7的下表面设有安装底座701；安装底座701的下表面中间设有一定位槽702；定位槽702与定位凸起602配合；钼托7的下表面设有安装底座701；安装底座701的下端面均匀设有若干用于通气的通气槽703；钼托 7与卡槽601之间设有用于通气的间隙，间隙范围在1-50mm。
25.出气口102和辅助出气管603分别和一个抽风机进行连接，对腔体1 进行抽气。
26.本实施例中的一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器的工作原理为：对通过出气口102对腔体1进行抽真空；向通过进气管201向腔体内通入氢气；打开微波发生器3发出微波，腔体1内在钼托7上方产生等离子体球；调节功率和气压，通入甲烷，长时间持续生长金刚石。
27.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
28.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。


技术特征：
1.一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器，其特征在于，包括腔体(1)和微波发生器(3)，所述腔体(1)的顶部安装有微波耦合器(4)；所述微波发生器(3)发生的微波传输至微波耦合器(4)；所述微波耦合器(4)的底部设有介电窗口(401)；所述微波耦合器(4)通过介电窗口(401)将微波进给至腔体(1)内；所述腔体(1)的上端为斜面(103)；所述斜面(103)上对称安装有若干进气缓冲装置(2)；所述进气缓冲装置(2)的一侧与进气管道(201)联通，所述进气缓冲装置(2)与斜面(103)的连接处设有若干进气口(101)；所述腔体(1)的底面两侧分别设有若干出气口(102)；所述腔体(1)的底面中间设有基座(6)；所述基座(6)上安装有一钼托(7)；所述基座(6)的上表面设有一用于安装钼托(7)的卡槽(601)；所述基座(6)的中间设有一辅助出气管(603)；所述辅助出气管(603)的上端设有若干支气管(604)；所述支气管(604)的顶部开口设置在卡槽(601)底面上；钼托(7)的下表面设有安装底座(701)；所述安装底座(701)的下端面均匀设有若干用于通气的通气槽(703)。2.根据权利要求1所述的一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器，其特征在于，所述微波发生器(3)的出口端设有一三销钉调配器(301)。3.根据权利要求1所述的一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器，其特征在于，所述微波耦合器(4)的中间设有一天线(5)；所述微波耦合器(4)和天线(5)内均设有可循环的冷却介质。4.根据权利要求1所述的一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器，其特征在于，所述卡槽(601)的内底面中间设有一定位凸起(602)。5.根据权利要求4所述的一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器，其特征在于，所述安装底座(701)的下表面中间设有一定位槽(702)；所述定位槽(702)与定位凸起(602)配合。6.根据权利要求1所述的一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器，其特征在于，所述钼托(7)与卡槽(601)之间设有用于通气的间隙，所述间隙范围在1-50mm。

技术总结
本实用新型公开了一种用于金刚石合成的微波等离子体反应器，本实用新型中：微波发生器发生的微波传输至微波耦合器；斜面上设有若干进气口；腔体的底面设有出气口；腔体的底面中间设有基座；基座上安装有钼托；基座的中间设有辅助出气管；辅助出气管的上端设有若干支气管；支气管的顶部开口设置在卡槽底面上；安装底座的下端面均匀设有通气槽。本实用新型通过在基座上设置辅助出气管，通过在支气管和通气槽配合保证了基座上方的气体能被均匀的从通气槽、出气口、辅助出气管中抽出。使腔体内的气流方向更加集中于基座表面，加速等离子中物质的交换，提高沉积效率，同时基片台边缘的部分热量也会被气流带走，避免了边缘温度过高现象。象。象。


技术研发人员：宋学瑞
受保护的技术使用者：合肥先端晶体科技有限责任公司
技术研发日：2022.05.23
技术公布日：2022/11/21