A microwave plasma generator with a microporous/micro-nano structure double-coupled resonator includes an external cavity and a plurality of microporous/micro-nano structure double-coupled resonators arranged in the external cavity. The resonant cavity comprises a cylindrical cavity whose circumferential walls are evenly distributed with micro-holes. The diameter of the micropore array is odd times of the wavelength. The inner wall of the cavity has a metal micro-nanostructure. The periodic size of the metal Micro-Nanostructure is lambda/n, lambda is the incident wavelength, and N is the refractive index of the resonant cavity material. By optimizing the dual-coupling resonant mode, the loss of the guiding mode and the leakage mode can be reduced, the maximum enhancement of the resonance in the fixed region can be achieved, the uniformity of the plasma can be improved, and the absorption loss can be improved on the premise of guaranteeing the optical coupling and the local enhancement characteristics of the field space. The independent control of the cavity can effectively control the plasma temperature.
【技术实现步骤摘要】
具有微孔微纳结构双耦合谐振腔的微波等离子体发生装置
本专利技术属于等离子体领域,具体涉及一种具有微孔/微纳结构双耦合谐振腔的微波等离子体发生装置。
技术介绍
微波等离子体发生装置广泛用于半导体工业中。谐振腔和耦合装置是微波等离子体发生装置的关键组成部分。电磁场下气体谐振产生所需要的等离子体,需要谐振腔和耦合装置形成严格的匹配,这两个装置是需要严格的尺寸要求的。普通的微波等离子体激发主要依靠较高的电场强度,而符合产生大面积均匀电场要求的反应腔体完全依靠人工设计很难,现有的微波等离子体发生装置存在效率低、均匀性差等问题,并且采用单一放电单元容易造成工作温度过高或过低的风险。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题,本专利技术提出了一种具有微孔/微纳结构双耦合谐振腔的微波等离子体发生装置,可以产生均匀的等离子体。为了达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种具有微孔/微纳结构双耦合谐振腔的微波等离子体发生装置,包括外腔体和设置在所述外腔体内的多个微孔/微纳结构双耦合谐振腔,其中所述谐振腔包括一圆柱形腔体,所述圆柱形腔体的周壁上均匀分布由多个微孔形成的微孔阵列,所述微孔的直径是波长的奇数倍,所述腔体的内壁上具有金属微纳结构,所述微孔阵列与金属微纳结构形成双耦合结构从而实现谐振增强和可调,所述金属微纳结构的周期尺寸为λ/n,λ为入射波长,n为谐振腔材料的折射率。优选地,所述圆柱形腔体的周长为工作波长的3/4的整数倍,谐振发生在第1个奇模上。优选地,所述金属微纳结构为周期性排列的凸起、凹陷或光栅。优选地,所述金属微纳结构为光栅,包括等宽等间距的平行狭缝。优选地,所 ...
【技术保护点】
1.一种具有微孔微纳结构双耦合谐振腔的微波等离子体发生装置,其特征在于,包括外腔体和设置在所述外腔体内的多个微孔/微纳结构双耦合谐振腔,其中所述谐振腔包括一圆柱形腔体,所述圆柱形腔体的周壁上均匀分布由多个微孔形成的微孔阵列,所述微孔的直径是波长的奇数倍,所述腔体的内壁上具有金属微纳结构,所述微孔阵列与金属微纳结构形成双耦合结构从而实现谐振增强和可调,所述金属微纳结构的周期尺寸为λ/n,λ为入射波长,n为谐振腔材料的折射率。
【技术特征摘要】
1.一种具有微孔微纳结构双耦合谐振腔的微波等离子体发生装置,其特征在于,包括外腔体和设置在所述外腔体内的多个微孔/微纳结构双耦合谐振腔,其中所述谐振腔包括一圆柱形腔体,所述圆柱形腔体的周壁上均匀分布由多个微孔形成的微孔阵列,所述微孔的直径是波长的奇数倍,所述腔体的内壁上具有金属微纳结构,所述微孔阵列与金属微纳结构形成双耦合结构从而实现谐振增强和可调,所述金属微纳结构的周期尺寸为λ/n,λ为入射波长,n为谐振腔材料的折射率。2.根据权利要求1所述的微波等离子体发生装置,其中,所述圆柱形腔体的周长为工作波长的3/4的整数倍,谐振发生在第1个奇模上。3.根据权利要求1所述的微波等离子体发生装置,其中,所述金属微纳结构为周期性排列的凸起、凹陷或光栅。4.根据权利要求1所述的微波等离子体发生装置,其中,所述金属微纳结构为光栅,包括等宽等间距的平行狭缝。5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘新宇,汤益丹,王盛凯,白云,杨成樾,
申请(专利权)人:中国科学院微电子研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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