一种MPCVD系统的制作方法

本发明涉及等离子体化学气相沉积，具体而言，涉及一种mpcvd系统。

背景技术：

1、mpcvd（microwave plasma chemical vapor deposition，微波等离子体化学气相沉积）方法被认为是当今国际上制备高质量金刚石膜的首选、最先进方法；而上述方法需要用到专用的mpcvd系统。其基本原理为，将微波发生器产生的微波用波导管经隔离器进入反应器，并给反应器的腔体中通入ch4、 h2等气体，在微波的激励下，在腔体的反应室内产生辉光放电，使反应气体的分子离化，产生等离子体，等离子体围绕在基片周围呈球团状，气体中的碳元素在样品台的基片上沉积得到金刚石膜。而团状的等离子体越扁平，等离子体在基片台中心与边缘的等离子体浓度就越接近，沉积效率也就越高。而现有技术中的沉积系统，其反应腔内等离子体球的高度过高，使等离子体在基片台中心与边缘的浓度差较大，在一定程度上影响沉积效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种mpcvd系统，其能够改善上述问题。

2、本发明是这样实现的：

3、一种mpcvd系统，包括：

4、机架；

5、腔体，所述腔体为圆筒状，所述腔体的第一端与所述机架连接，第二端设置有石英板，所述石英板上设置有第一放电环；

6、样品台组件，所述样品台组件设置在所述腔体内，并与所述机架连接，所述样品台组件上设置有第二放电环；所述第一放电环与所述第二放电环之间的距离为d，0.5λ≤d≤λ，λ为微波波长。

7、可选地，所述腔体的第二端设置有端盖，所述端盖为中部设置有通孔的环形板；所述石英板安装在所述通孔中；所述通孔的内端设置有倒角。

8、可选地，所述第一放电环的外径为ø3，所述第二放电环的的外径为ø4，ø3≤ø4。

9、可选地，所述样品台组件包括钼块及托板，所述钼块设置在所述托板的中部，所述钼块为圆形板状，所述第二放电环套设在所述钼块上。

10、可选地，所述第一放电环的内径为φ1，所述钼块的直径为φ2，ø1≥ø2。

11、可选地，所述第二放电环与所述钼块同心设置，所述第二放电环的内壁与所述钼块的外壁之间的间隙为t，所述第一放电环的厚度为t，t≤t。

12、可选地，所述钼块的高度大于所述第二放电环的高度。

13、可选地，所述钼块与所述第二放电环的高度差为1-2mm。

14、可选地，所述第一放电环的为表面镀金的铜环；所述第二放电环是由金属钼制成。

15、本发明的有益效果是：

16、本发明通过上述设计得到的mpcvd系统，石英板上设置有第一放电环，样品台组件上设置有第二放电环，并且使得两个放电环之间的距离在半个微波波长及一个微波波长之间。实验表明，上述改进后的沉积设备，其等离子体球更加扁平，即样品基片附近的电场更强，从而提高了沉积效率。

技术特征：

1.一种mpcvd系统，其特征在于，包括机架、微波源、波导管、腔体及样品台组件；

2.根据权利要求1所述的一种mpcvd系统，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种mpcvd系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的一种mpcvd系统，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种mpcvd系统，其特征在于：所述第一放电环的内径为φ1，所述钼块的直径为φ2，φ1≥φ2。

6.根据权利要求4所述的一种mpcvd系统，其特征在于：所述第二放电环与所述钼块同心设置，所述第二放电环的内壁与所述钼块的外壁之间的间隙为t，所述第一放电环的厚度为t，t≤t。

7.根据权利要求4所述的一种mpcvd系统，其特征在于：所述钼块的高度大于所述第二放电环的高度。

8.根据权利要求7所述的一种mpcvd系统，其特征在于：所述钼块与所述第二放电环的高度差为1-2mm。

9.根据权利要求1所述的一种mpcvd系统，其特征在于：所述第一放电环的为表面镀金的铜环；所述第二放电环是由金属钼制成。

技术总结
本发明提供了一种MPCVD系统，属于等离子体化学气相沉积技术领域，上述系统包括机架、微波源、波导管、腔体及样品台组件，上述腔体为竖直设置的圆筒状结构，其第一端与机架连接，第二端与波导管连接，波导管水平设置。样品台组件设置在腔体内，其下端与机架固定连接，上端位于腔体内腔中部偏下位置，样品台组件上端用于放置样品基片。实验表明，上述改进后的沉积设备，其等离子体球更加扁平，即样品基片附近的电场更强，从而提高了沉积效率。

技术研发人员：黄春林,胡宗义,刘文科,吴丹,李俊宏
受保护的技术使用者：成都沃特塞恩电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12