专利名称：微波等离子体cvd系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于一种微波等离子体CVD装置，该微波等离子体 CVD装置用于形成例如金刚石薄膜、类金刚石碳薄膜和碳纳米管这样 的碳薄膜以及例如氧化硅薄膜、氮化硅薄膜和非晶硅薄膜这样的硅薄 膜，该微波等离子体CVD装置特别用于形成金刚石薄膜。
背景技术：
化学气相沉积(CVD)广泛用于碳薄膜、特别是金刚石薄膜的形 成。以例如甲垸和氢气为原料，通过如微波、热丝、高频或直流放电 这样的原料气体活化设备而形成作为金刚石前体的自由基，并且将金 刚石沉积在基材上。
由于在天然存在的材料中金刚石具有最高的硬度，因此它们被用 于切割工具等，而它们作为半导体材料也具有非常优异的物理性质。 它们的带隙(band gap)非常大，约为5.5eV;并且它们在室温下对电 子和空穴的载流子迁移率高，为2000cmVVs。而且，它们的介电常数小， 为5.7;并且它们的击穿电场大，为5Xl(^V/cm。而且，当真空能级在 导带下端或低于导带下端时，它们具有罕见的负电子亲和力特性。由 于这个原因，期望能实际应用积极利用金刚石优异的半导体物理性质 的半导体装置，例如即使在高温环境和空间环境下也能运行的耐环境 性装置、能在高频和高输出下运行的电源装置、能够进行紫外线发光 的发光装置、或能够在低压下驱动的电子发射装置。
用于半导体装置制造的金刚石薄膜需要具有高品质。作为合成高 品质金刚石薄膜的装置，使用微波等离子体CVD装置，该装置可通过 没有混入电极材料的无极放电产生高密度的等离子体，该等离子体可制造结晶性良好的金刚石。
作为在金刚石薄膜的合成中广泛使用的微波等离子体CVD装置，
有(1)如非专利文献1中的通过矩形波导从石英管室侧生成入射TE 模式微波而产生等离子体的装置；(2)如专利文献l中的通过圆柱波 导从金属室的正上方导入TM模式微波而产生等离子体的装置；以及 (3)如专利文献2中的通过同轴波导将TEM模式微波导入金属室而产 生等离子体的装置。
然而，为了合成半导体装置制造所需的大面积高品质金刚石薄膜 (具体而言，具有均匀的膜厚度并在整个大面积上具有均匀的杂质浓 度的金刚石薄膜)，各上述装置均具有需要解决的问题。为了合成大 面积高品质金刚石薄膜，微波等离子体CVD装置所产生的等离子体的 尺寸必须大，但是在上述(1)的合成装置的情况中，微波波导和石英 管的尺寸限制了等离子体的尺寸。例如，当使用2.45GHz微波时，等离 子体的尺寸小，为约4)1英寸，连获得的膜厚度和杂质浓度均匀的区域 也很小。进一步地，当增加等离子体尺寸时，该等离子体接触石英管， 因此存在石英管由等离子体直接加热而破损的可能性。为了获得大面 积高品质金刚石薄膜，合成速率为约l 2Mtn/h，且当需要约10/mi的薄膜 时，难以进行长时间的持续运转。
在上述(2)的合成装置的情况中，当增加等离子体尺寸并进行合 成时，长时间的持续运转也是困难的。在上述(3)的合成装置的情况 中，由于不能从微波导入窗看见等离子体，因此不存在上述问题。然 而，由于在产生等离子体的同时难以调节电极和顶板之间的距离，因 此难以调节等离子体形状，所述等离子体形状根据基材的尺寸、气体 导入条件、压力条件和微波功率条件而不同，而为了获得预期的高品 质金刚石薄膜，需要大量的时间和劳力。
为了解决上述(3)的问题，已经如专利文献3提出了使基材支持
4设备能相对于等离子体产生设备以无级方式升降从而以无级方式调节 等离子体形状的装置。然而，当基材支持设备和等离子体产生设备釆
取专利文献3所述的平行板结构时，在已导入微波的真空腔中的电场强 度强且处于稳态的区域与这些设备相互连接，因此等离子体在接触基 材支持设备和等离子体产生设备时消失。或者，电场强度强的区域在 基材支持设备和等离子体产生设备二者间分裂，因此等离子体在二者 间分裂产生时也消失。
这些等离子体分布趋势在10至200托(形成高品质金刚石薄膜的真 空腔的压力区域)下是明显的。等离子体局部化的趋势非常不同于在 压力区中通过高频产生等离子体时的分布趋势，在该压力区，于半导 体工艺如干蚀刻装置等中产生几托以下的气体所需的能量，例如离子 化所需的能量相对较小。并且，由于是相对高压区域的等离子体，气 体温度也高，且当等离子体接触除基材以外的部分时，发生大的能量 损耗并使等离子体尺寸变小。B卩，难以说是可令人满意地进行能制造 大面积高品质金刚石薄膜条件下的等离子体位置控制。
非专利文献l: M. Kamo， et al,: J. Cryst. Growth, 62， p.642 (1983) 专利文献l: US 5,153,406 专利文献2: US 5，556，475 专利文献3: JP No. 2000-54142A
发明内容
本发明所要解决的问题
因此，本发明的目的是提供能在以下条件下进行等离子体位置控 制的微波等离子体CVD装置即使当由以TE， TM和TEM模式导入的微
波得到的等离子体的尺寸增加时，该等离子体和介电材料之间也没有 接触，g卩，能够长时间合成大面积高品质金刚石薄膜等并能够制造高 品质金刚石薄膜等的条件。解决该问题的方法
为了解决该问题，本发明人经过细致的研究结果已经发现，通过 以下方法实现了前述目的在微波等离子体CVD装置中的天线部的末 端上给予尺寸等于或大于介电窗尺寸的电极部，并且在电极部面对真 空腔中心的表面中形成预定尺寸的凹部。
艮P，根据本发明的微波等离子体CVD装置至少包括真空腔，其 具有用于导入微波的开口部；波导，其用于将微波导入至该开口部； 介电窗，其用于将微波导入至该真空腔内；天线部，其用于将微波导 入至该真空腔内，其末端上形成有电极部；以及基材支持台，其用于 支持真空腔内基材，具有夹持在真空腔的内表面与电极部之间的介电 窗，其中所述电极部的端面形成为宽于所述介电窗的端面，使得介电 窗被遮蔽，在所述电极部面对所述真空腔中心的表面上形成凹部，并 且在面对所述真空腔中心的表面处的所述凹部的直径在导入微波的1/3 至5/3波长范围内，且所述凹部从面对所述真空腔中心的表面到该凹部 的最深部的深度在导入微波的l/20至3/5波长范围内。
而且，根据本发明的微波等离子体CVD装置中的所述凹部的表面 可为扁球形。或者，根据本发明的微波等离子体CVD装置中的所述凹 部的表面可为球形。
本发明的效果
依照根据本发明的微波等离子体CVD装置，该微波等离子体CVD
装置能够长时间合成金刚石等并能够适当地制造大面积高品质半导体 金刚石等，因为即使当合成条件如合成压力和入射微波功率变化时， 它也能在基材的正上方简便而稳定地产生大尺寸的等离子体。
图1示出属于本发明的微波等离子体CVD装置的实施方式的截面图。图2示出另一实施方式的截面图。 图3示出又一实施方式的截面图。
附图标记描述
1 真空腔
2 圆形开口部
3 真空腔内部
4 视窗
5 端口
10 底基材
11 基材支持台
20 微波
21 (圆柱)波导
22 介电窗
23 圆棒部
24、 34、 44 电极部
25 天线部
26、 27、 28 凹部
40 原料气体供给管
41 排气管
42 等离子体
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明属于本发明的微波等离子体CVD装置的 优选实施方式的实施例。在附图的说明中，对相同的要素赋予相同的 附图标记并且省略重复说明。而且，附图中的尺寸比例并不必与说明
中的一致。
图1是示出根据本发明的微波等离子体CVD装置的实施方式的截 面图。真空腔l由金属制成且优选由不锈钢、钼或铝制成。真空腔l在其上部中心处具有圆形开口部2，并且在其侧面还具有视窗4用于观察 真空腔内部3。视窗4的端口5设计成具有使微波不从视窗4泄漏的直径 和长度。例如石英或科瓦铁镍钴合金(Kovar)此类的可见光透明材料 对于视窗4而言是优选的。在真空腔1的下部设有用于保持底基材10的 基材支持台ll，所述底基材10用于生长金刚石。基材支持台ll与真空 腔类似，由金属制成，其上下位置能够调节，内部装有冷却水管和加 热器，并且它可调节底基材10的温度。
圆形开口部2的正上方设有将微波20导入至圆形开口部2的圆柱波 导21。对于微波20，适合使用2.45GHz频段或915MHz频段波长，但微 波20不限于上述频段，只要它们具有能产生等离子体的波长。对于(圆 柱)波导21，适合使用金属如不锈钢、钼或铝，但为了减少微波20的 传输损耗，内表面优选镀有电阻率小的金属，如金、银或铜。在圆形 开口部2周围设有将微波20导入至该真空腔内部3的环状介电窗22。适 合使用氧化铝等作为环状介电窗22的材料。
圆棒部23位于波导21、圆形开口部2和介电窗22的中心，并且圆棒 部23与盘状电极部24相连，电极部24将环状介电窗22夹持在其与真空 腔l上表面的内侧部分之间以保持微波导入部为真空。圆棒部23和电极 部24形成将微波20导入至真空腔1的天线部25。对于天线部25的材料， 适合使用与波导21相同的金属，并且天线部25与波导21—起构成同轴 波导，以将TEM模式的微波导入至真空腔内部3。微波20通常通过微波 振荡器和微波组件传输到由(圆柱)波导21和圆棒部23构成的同轴波 导，所述微波组件包含绝缘体、功率监视器、匹配箱和矩形同轴变换 器。原料气体通过原料气体供给管40供给至真空腔内部3。
当气相生长金刚石时，使用如氢气、甲烷、丙烯或乙炔这样的碳 源作为原料气体，并且当通过掺杂制造半导体金刚石时，使用杂质源 如磷化氢或乙硼垸。当制造高品质金刚石时，通过调节排气管41的压 力调节阀将真空腔3保持在10 200托的压力，并且通过导入的微波所产生的等离子体中的活性物质在底基材10上生长金刚石，底基材10的温 度通过基材支持台11控制在700至120(TC。
本发明对能够于微波等离子体CVD装置内在以下情况中进行等离 子体位置控制的措施进行了细致的研究，在该情况中，即使当等离子 体尺寸增加时，等离子体与介电材料之间也没有接触，g卩，能够长时 间合成大面积高品质金刚石薄膜并能够制造高品质金刚石薄膜的条 件。结果，本发明人发现通过以下方法实现了上述目的在天线部25 的末端给予直径等于或大于环状介电窗2的电极部24，并且在该电极部 24的下部形成一个凹部26，其中面对真空腔中心的表面的直径(L。处 于所导入微波的l/3到5/3波长范围内，且其中从面对真空腔中心的表面 到凹部的最深部的深度(L2)处于所导入微波的l/20到3/5波长范围内。
在该微波等离子体CVD装置中，通过在天线部25的末端给予直径 等于或大于介电窗22的电极部24，介电窗22不能由等离子体42直接见 到，因此它们相互没有接触。进一步地，尽管微波在介电窗22附近通 过真空腔，但是其电场强度弱并且不会导致在真空腔处产生等离子体。 进一步地，虽然视窗4使用介电材料，如石英，但是由于端口5的直径 和长度选择成使微波不从视窗4泄漏，因此视窗4附近的电场强度基本 等于O且未在此处产生等离子体。从而，即使当等离子体尺寸增加时， 由于该等离子体不与构成该装置的介电材料接触，因此长时间合成大 面积高品质的金刚石薄膜(具体而言，具有均匀的膜厚度并在整个大 面积上具有均匀的杂质浓度的金刚石薄膜)成为可能。而且，几乎没 有因等离子体溅射介电材料而发生的杂质在金刚石薄膜中的无意混 入。
进一步地，通过在电极部24的下部形成一个凹部26，其中面对真 空腔中心的表面处的直径(L。处于所导入微波的l/3到5/3波长范围内， 且其中从面对真空腔中心的表面到凹部的最深部的深度(L2)处于所导 入微波的l/20到3/5波长范围内，即使当基材支持台ll的上部与电极部24的下部之间的距离变化时，具有产生等离子体程度的电场强度的部 分也不会横跨基材支持台11和电极部24分布，并且也不会分裂地分布 在基材支持台11的上部附近与电极部24的下部附近之间。
虽然使微波震荡的磁控管的振荡频率因运转条件(如输出和运行 时间)而变化，但是这通过使用波动在标称频率的2%以内的磁控管， 即，通常可得到的磁控管得以实现。g卩，具有产生等离子体程度电场 强度的部分变得恰好集中在基材支持台ll的上部附近，因此即使在能 制造大面积高品质金刚石薄膜的条件下，大尺寸的等离子体也能稳定 地在基材支持台ll的上部附近产生，并且常规微波等离子体CVD装置 所具有的位置控制问题不再发生。
在凹部26中，优选的是，面对真空腔中心的表面处的直径(L。 处于所导入微波的l/2到3/2波长范围内，且从面对真空腔中心的表面到 凹部的最深部的深度(L2)处于所导入微波的l/10到l/2波长范围内。 当该直径和该深度在这些范围内时，即使对于在标称频率的5%以内波 动的相对不稳定的磁控管，大尺寸的等离子体也能稳定地在基材支持 台ll的上部附近产生。当面对真空腔中心的表面处的直径(L,)在所导 入微波的l/3至5/3波长范围外时，或者当面对真空腔中心的表面到凹部 的最深部的深度(L2)处于所导入微波的l/20到3/5波长范围外时，具 有产生等离子体程度的电场强度的部分变得更容易横跨基材支持台ll 的上部与电极部24的下部之间的区域分布，或者分裂地分布在基材支 持台11的上部附近与电极部24的下部附近之间。
而且，如图2所示，通过将形成在电极部34下表面中的凹部的表面 设定为扁球形凹部27，使具有产生等离子体42程度的电场强度的部分 恰好集中在基材支持台ll的上部附近的效果变得更明显，即使在相同 的等离子体产生条件下，在具有扁球形凹部27的装置中也会产生更大 的等离子体，并且高品质金刚石的成膜面积扩大。进一步地，在面对真空腔中心的电极部34的凹部27表面处的直径 (LP处于所导入微波的l/3至5/3波长范围内，且从面对真空腔中心的 表面到凹部的最深部的深度(L2)处于所导入微波的l/20至3/5波长范 围内。
或者，如图3所示，通过将形成在电极部44下表面中的凹部的表面 构成为球形凹部28，与将形成在电极部下表面中的凹部的表面构成为 扁球形凹部27的情形相似，使具有产生等离子体42程度的电场强度的 部分恰好集中在基材支持台ll的上部附近的效果变得更明显，即使在 相同的等离子体产生条件下，在具有球形凹部28的装置中也会产生更 大的等离子体，并且高品质金刚石的成膜面积扩大。
进一步地，在面对真空腔中心的电极部44的凹部28表面处的直径 (L。处于所导入微波的l/3至5/3波长范围内，且从面对真空腔中心的 表面到凹部的最深部的深度(L2)处于所导入微波的l/20至3/5波长范 围内。
如上所述，根据本发明的微波等离子体CVD装置能够长时间合成 大面积高品质金刚石薄膜且能够适当地制造大面积高品质半导体金刚 石等，因为即使当合成条件，例如合成压力和入射微波功率变化时， 它也能简便而稳定地在基材正上方产生大尺寸的等离子体。
实例
下面，参照
本发明的实施例。 实施例l
制造图1所示的微波等离子体CVD装置，并尝试合成半导体金刚 石。微波20为2.45 GHz频段(band)，并且对于凹部26的尺寸，相 对于2.45GHz微波的1波长122mm，将面对真空腔中心的表面处的直 径(LO制成等于1波长的长度，并且将从面对真空腔中心的表面到凹部的最深部的深度(L2)制成等于1/5波长。作为装置构成部分的材料，将 不锈钢用于金属部分并将石英用于介电部分。作为基材10，使用包含 呈正方形放置于中心的2x2x0.3 mmt高温高压合成IIa(lll)单晶基板和 作为外围部分的5Omm0x2mmt钼盘的基材。将氢气、甲烷和磷化氢 从原料气体供给管40导入真空腔内部3，所述氢气、甲垸和磷化氢的 流速通过质量流量控制器调节。该气体流速为氢气1 slm、甲烷0.5 sccm、磷化氢(氢气稀释的l，OOOppm)l sccm。调节排气管41的压力调 节阀，并将真空腔内部3的压力保持在IOO托。微波20的功率为3kW 以产生等离子体42。
当调节基材支持台11的上下位置时，所有五个配置的单晶基板均 被半球形等离子体42所覆盖。五个基材的温度从视窗4通过辐照温度 计保持在900±10°C，并且进行金刚石薄膜的合成6小时。在合成时观 察等离子体的行为，而其在基材的正上方是稳定的。当检查合成后单 晶基板的表面时，在所有五个中均证实了良好品质的均相外延薄膜的 生长。当测量膜厚度时，所有五个均为3士0.05/xm。当进行霍尔效应测 量时，证实在所有五个中均生长了高品质的n型外延薄膜，该薄膜的 室温迁移率为600-700 cm2/Vs。当通过SIMS进行杂质测量时，该膜中 磷的浓度在所有五个中均为7xl018 cm—3~8xl018 cm人
在上述条件下，不放置基材10时，将真空腔内部3的压力调节为 10~200托，微波功率调节为0.5 5kW，产生等离子体42，而通过调节 基材支持台11的上下位置，可在基材支持台11的正上方稳定地产生 约50 mm0的半球形等离子体42。
实施例2
进行与实施例1相同的实验，不同之处在于对于凹部26，使用通 过如下制造的凹部选择l/3波长、1/2波长、1波长、3/2波长和5/3 波长中的任一尺寸作为面对真空腔中心的表面处的直径(LO，且选择 1/20波长、1/10波长、1/3波长、1/2波长和3/5波长中的任一尺寸作为从面对真空腔中心的表面到凹部的最深部的深度(L2)，获得与实施例1
基本相同的结果。特别是在使用如下凹部的实验中，可实现稳定的半
导体金刚石合成，而未观察到任何等离子体闪烁在所述凹部中面对
真空腔中心的表面处的直径(")在1/2至3/2波长范围内，且从面对真 空腔中心的表面到凹部的最深部的深度(L2)为1/10至1/2波长。
对比例l
尝试与实施例l相同的实验，不同之处在于对于凹部26的尺寸， 使用通过如下制造的凹部选择1/5波长作为面对真空腔中心的表面处 的直径(Li)且选择1/25波长作为从面对真空腔中心的表面到凹部的最 深部的深度(L2)，但是半导体金刚石合成失败。
实施例3
用如图2所示的包括扁球形凹部27的电极部34代替如图1所示 的微波等离子体CVD装置的天线部25。对于凹部27的尺寸，将面对 真空腔中心的表面处的直径(U)制成等于1波长的长度并且将从面对真 空腔中心的表面到凹部的最深部的深度(L2)制成等于1/5波长。作为基 材10，使用包含呈正方形放置于中心的2x2x0.3 mmt高温高压合成IIa (lll)单晶基板和作为外围部分的6Omm0x2mmt钼盘的基材，进行与 实施例1相同的实验。微波20的功率为3kW以产生等离子体42，并 且当调节基材支持台11的上下位置时，所有五个配置的单晶基板均被 半球形等离子体42所覆盖。五个基材的温度从视窗4通过辐照温度计 保持在900士10。C，并且进行金刚石薄膜的合成6小时。在合成时观察 等离子体的行为，其在基材的正上方是稳定的。
当检査合成后单晶基板的表面时，在所有五个中均证实了良好品 质的均相外延薄膜的生长。当测量膜厚度时，所有五个均为3±0.05/mi。 当进行霍尔效应测量时，证实在所有五个中均生长了高品质的n型外 延薄膜，该薄膜的室温迁移率为600~700cm2/Vs。当通过SIMS进行杂 质测量时，该膜中磷的浓度在所有五个中均为7xl0lsCm—3~8xl018Cm-3。在上述条件下，不放置基材10时，将真空腔内部3的压力调节为 10~200托，微波功率调节为0.5~5kW，产生等离子体42，而通过调节 基材支持台11的上下位置，可在基材支持台11的正上方稳定地产生 约60 mm0的半球形等离子体42。
实施例4
进行与实施例3相同的实验，不同之处在于对于凹部27，使用通 过如下制造的凹部选择1/3波长、1/2波长、1波长、3/2波长和5/3 波长中的任一尺寸作为面对真空腔中心的表面处的直径(LD且选择 1/20波长、1/10波长、1/3波长、1/2波长和3/5波长中的任一尺寸作为 从面对真空腔中心的表面到凹部的最深部的深度(L2)，获得与实施例3 基本相同的结果。特别是在使用如下凹部的实验中，可实现稳定的半 导体金刚石合成，而未观察到任何等离子体闪烁在所述凹部中面对 真空腔中心的表面处的直径(Lt)在1/2至3/2波长范围内，且从面对真 空腔中心的表面到凹部的最深部的深度(L2)为1/10至1/2波长。
对比例2
尝试与实施例3相同的实验，不同之处在于对于凹部27的尺寸， 使用通过如下制造的凹部选择1/5波长作为面对真空腔中心的表面处 的直径(Li)且选择1/25波长作为从面对真空腔中心的表面到凹部的最 深部的深度(L2)，但是该等离子体横跨基材支持台11的上部与电极部 34的下部之间的区域分布，并且半导体金刚石合成失败。
实施例5
用如图3所示的包括球形凹部28的电极部44代替如图1所示的 微波等离子体CVD装置的天线部25。对于凹部28的尺寸，将面对真 空腔中心的表面处的直径(LO制成等于1波长的长度并且将从面对真空 腔中心的表面到凹部的最深部的深度(L2)制成等于1/5波长。作为基材 10，使用包含呈正方形放置于中心的2x2x0.3 mmt高温高压合成IIa(lll)单晶基板和作为外围部分的7Omni0x2mmt钼盘的基材，进行与 实施例1相同的实验。微波20的功率为3kW以产生等离子体42，且 当调节基材支持台11的上下位置时，所有五个配置的单晶基板均被半 球形等离子体42所覆盖。五基材的温度从视窗4通过辐照温度计保持 在900ilO。C，并且进行金刚石薄膜的合成6小时。在合成时观察等离 子体的行为，而其在基材的正上方是稳定的。
当检査合成后单晶基板的表面时，在所有五个中均证实了良好品 质的均相外延薄膜的生长。当测量膜厚度时，所有五个均为3±0.05/mi。 当进行霍尔效应测量时，证实在所有五个中均生长了高品质的n型外 延薄膜，该薄膜的室温迁移率为600-700 cm2/Vs。当通过SIMS进行杂 质测量时，该膜中磷的浓度在所有五个中均为7xl018Cm-3~8xl018Cm—3。 在上述条件下，不放置基材10时，将真空腔内部3的压力调节为10~200 托，微波功率调节为0.5~5kW，产生等离子体42，而通过调节基材支 持台11的上下位置，可在基材支持台11的正上方稳定地产生约70 mm0 的半球形等离子体42。
实施例6
进行与实施例5相同的实验，不同之处在于对于凹部28，使用通 过如下制造的凹部选择l/3波长、1/2波长、l波长、3/2波长和5/3 波长中的任一尺寸作为面对真空腔中心的表面处的直径(LO且选择 1/20波长，1/10波长、1/3波长、1/2波长和3/5波长中的任一尺寸作为 从面对真空腔中心的表面到凹部的最深部的深度(L2)，并且获得与实施 例5基本相同的结果。特别是在使用如下凹部的实验中，可实现稳定 的半导体金刚石合成，而未观察到任何等离子体闪烁在所述凹部中 面对真空腔中心的表面处的直径(")在1/2到3/2波长范围内，且其从 面对真空腔中心的表面到凹部的最深部的深度(L2)为1/10到1/2波长。
对比例3
尝试与实施例5相同的实验，不同之处在于对于凹部28的尺寸，使用通过如下制造的凹部选择1/5波长作为面对真空腔中心的表面处 的直径(L!)且选择1/25波长作为从面对真空腔中心的表面到凹部的最 深部的深度(L2)，但是该等离子体横跨基材支持台11的上部与电极部 34的下部之间的区域分布，并且半导体金刚石合成失败。
权利要求
1.一种微波等离子体CVD装置，至少包括真空腔，其具有用于导入微波的开口部；波导，其用于将所述微波导入至所述开口部；介电窗，其用于将所述微波导入至所述真空腔内；天线部，其末端上形成有电极部，该天线部用于将微波导入至所述真空腔内；以及基材支持台，其用于支持所述真空腔内的基材，所述介电窗夹持在所述真空腔的内表面与所述电极部之间，其中，所述电极部的端面形成为宽于所述介电窗的端面，使得介电窗被遮蔽，在所述电极部的面对该真空腔的中心的表面中形成凹部，并且所述凹部在面对所述真空腔中心的表面处的直径处于导入的微波的1/3至5/3波长范围内，且所述凹部从面对所述真空腔中心的表面到所述凹部的最深部的深度处于导入的微波的1/20至3/5波长范围内。
2. 如权利要求1所述的微波等离子体CVD装置，其中，所述凹部 的表面为扁球形。
3. 如权利要求1所述的微波等离子体CVD装置，其中，所述凹 部的表面为球形。
全文摘要
一种微波等离子体CVD系统，其在可沉积大面积高品质金刚石薄膜的条件下可以令人满意地进行等离子体的位置控制。该微波等离子体CVD系统包括真空腔(1)，其上部中心具有导入微波(20)的开口部(2)；基材支持台(11)，用于支持真空腔内基材；波导，用于将微波导入至开口部；介电窗(22)，用于将微波导入至真空腔；以及天线部(25)，用于将微波导入至真空腔，该天线部由圆棒部(23)和电极部(24)构成，该圆棒部(23)位于波导、开口部和介电窗的中心，该电极部(24)与该真空腔的上部结合以夹持介电窗从而保持真空。该电极部(24)的端面形成为宽于介电窗以遮蔽该介电窗，并且在真空腔中心侧的电极部(24)的表面上形成预定尺寸的凹部(26)。
文档编号C30B29/04GK101410549SQ20078001111
公开日2009年4月15日 申请日期2007年1月29日 优先权日2007年1月29日
发明者今井贵浩, 山本喜之, 植田晓彦, 目黑贵一, 西林良树 申请人:住友电气工业株式会社