一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构制造技术

本发明专利技术公开了一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构，包括：真空组件及固接于所述真空组件上的复合窗口组件；所述真空组件包括多个金属反射挡板及用于封盖金属反射挡板，多个所述金属反射挡板构成一密封腔室，所述密封腔室的上端通过端盖进行密封，所述金属反射挡板上一体式连接于平面板，所述平面板上开设有微波孔；所述复合窗口组件包括固定于所述平面板上的第一窗口件及固接于所述平面板远离第一窗口件一端面上的第二窗口件，所述第一窗口件与所述第二窗口件平行且间隔设置。根据本发明专利技术，自身良好的散热特点，形成一个较低温度的热屏蔽层，避免传统的微波窗口过热，可以大幅度提高微波馈入真空腔的功率值。度提高微波馈入真空腔的功率值。度提高微波馈入真空腔的功率值。

【技术实现步骤摘要】
一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构


[0001]本专利技术涉及真空微电子的
，特别涉及一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构。

技术介绍

[0002]等离子体是继固态，液态，气态之后的作为物质的第四态，在很多领域有着广泛的应用。而要使物质处于等离子体状态，就需要提供一定的能量。微波作为一种电磁波，在真空的环境中比较容易的将气体激发成等离子体状态，因此微波等离子体技术在很多领域得到了广泛的应用。
[0003]微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置一般包括微波系统、真空系统、供气系统和等离子体反应室，等离子体反应室中设有一个自旋转基片台6，以制备金刚石膜为例，微波系统产生的微波从常压区域透过一个圆形的由透微波材料(通常为二氧化硅)制备成的窗口材料后，进入真空腔内，在自旋转基片台6上方激发供气系统提供的气体产生等离子体球，等离子体球紧贴在成膜衬底材料表面，通过调整不同的反应气体以及调整等离子体的工艺参数，可以在基片台6表面沉积CVD金刚石【1】，为了提高CVD金刚石的生长速度和生长质量，提高微波的输入功率是选择方案之一【2】。然而，这种微波真空腔由于微波窗口是直接对着微波激发产生的等离子体球，随着微波输入功率的增加，等离子体球的核心温度会逐渐升高，热辐射量也随之增大。当输入真空腔的微波输入功率达到超过5KW的时候，虽然能提升CVD金刚石的生长速度，但也会产生两个不利的影响：1)等离子体球产生的热辐射容易对传统的微波窗口材料造成热损伤，严重的时候会导致微波窗口强度降低，甚至被破坏，从而失去了真空密封的作用；2)强烈的等离子体球会刻蚀微波窗口材料，产生杂质而混入CVD金刚石中，降低了CVD金刚石的纯度。因此，这种微波窗口(以二氧化硅为例)最大所能承受的微波输入功率为5.0
‑
6.0KW。如果要进一步提高微波输入的最大功率，提升微波窗口的抗热辐射能力是关键。
[0004]参考文献：
[0005]【1】吕庆敖，邬钦崇，微波等离子体CVD装置中的微波模式转换器2的模式研究，真空电子技术，1997，5：12
‑
15；
[0006]【2】满卫东，汪建华，马志斌，等等，微波等离子体化学气相沉积——一种制备金刚石膜的理想方法，真空与低温，2003，1：50
‑
56。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的是提供一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构，自身良好的散热特点，形成一个较低温度的热屏蔽层，避免传统的微波窗口过热，可以大幅度提高微波馈入真空腔的功率值。为了实现根据本专利技术的上述目的和其他优点，提供了一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构，包括：
[0008]真空组件及固接于所述真空组件上的复合窗口组件；
[0009]所述真空组件包括多个金属反射挡板及用于封盖金属反射挡板，多个所述金属反射挡板构成一密封腔室，所述密封腔室的上端通过端盖进行密封，所述金属反射挡板上一体式连接于平面板，所述平面板上开设有微波孔；
[0010]所述复合窗口组件包括固定于所述平面板上的第一窗口件及固接于所述平面板远离第一窗口件一端面上的第二窗口件，所述第一窗口件与所述第二窗口件平行且间隔设置。
[0011]优选的，所述第一窗口件为二氧化硅材料，所述二氧化硅材料为石英材料。
[0012]优选的，所述第二窗口件为导热材料，所述导热材料为CVD金刚石厚膜。
[0013]优选的，所述第一窗口件与第二窗口件均为圆形结构，且所述第二窗口件5通过钎焊的方式焊接于平面板上，所述第一窗口件通过圆环形金属真空密封圈密封设置于金属反射挡板上。
[0014]优选的，所述第一窗口件的一相对两面抛光平整，且第一窗口件的厚度为8.0
‑
12.0毫米之间。
[0015]优选的，所述第二窗口件一相对两面抛光平整，且第二窗口件的厚度在1.0
‑
2.0毫米之间。
[0016]优选的，还包括与真空组件连接的抽真空组件与供气组件、设置于真空组件内的等离子体反应室及与所述真空组件连通的微波组件，所述抽真空组件包括真空泵，所述真空泵与真空组件相连接；所述供气组件包括与真空组件连通的反应原料气体及与用于控制反应原料气体流量的气体流量控制器；所述微波组件包括微波源、与所述微波源连通的波导管及与所述波导管连接的微波模式转换器；所述等离子体反应室包括基片台及设置于所述基片台上的等离子球体。
[0017]本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：通过将该窗口设置为上下两层结构，且每一层结构均为圆形，一层为传统的微波窗口材料，通过金属真空密封，形成一个能透过微波，同时能形成真空密封的微波窗口；在所述微波窗口下方的真空区域，设有一层由高导热材料，同时又能透过微波的热屏蔽介质材料制成的窗口，该材料呈圆形，平行设置与上述传统的微波窗口材料，其圆周外缘通过钎焊焊接在水冷的金属真空腔上，通过自身良好的散热特点，形成一个较低温度的热屏蔽层，避免传统的微波窗口过热，可以大幅度提高微波馈入真空腔的功率值。
附图说明
[0018]图1为根据本专利技术的提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]参照图1，一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构，包括：真空组件及固接于所述真空组件上的复合窗口组件；所述真空组件包括多个金属反射挡板9及用于封盖金属
反射挡板9，多个所述金属反射挡板9构成一密封腔室，所述密封腔室的上端通过端盖进行密封，所述金属反射挡板9上一体式连接于平面板，所述平面板上开设有微波孔；所述复合窗口组件包括固定于所述平面板上的第一窗口件4及固接于所述平面板远离第一窗口件4一端面上的第二窗口件5，所述第一窗口件4与所述第二窗口件5平行且间隔设置，所述第一窗口件4为二氧化硅材料，所述二氧化硅材料为石英材料，所述第二窗口件5为导热材料，所述导热材料为CVD金刚石厚膜，。
[0021]进一步的，所述第一窗口件4与第二窗口件5均为圆形结构，且所述第二窗口件5通过钎焊的方式焊接于平面板上，所述第一窗口件4通过圆环形金属真空密封圈密封设置于金属反射挡板9上。
[0022]进一步的，所述第一窗口件4的一相对两面抛光平整，且第一窗口件4的厚度为8.0
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12.0毫米之间，所述第二窗口件5一相对两面抛光平整，且第二窗口件5的厚度在1.0
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2.0毫米之间，在传统的起到真空密封作用的微波窗口的下方，通过添加一个导热率高的由透微波的材料(选用CVD金刚石膜，热导率2000W/m.K)制成的窗口，起到减少等离子体热辐射对传统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构，其特征在于，包括：真空组件及固接于所述真空组件上的复合窗口组件；所述真空组件包括多个金属反射挡板及用于封盖金属反射挡板，多个所述金属反射挡板构成一密封腔室，所述密封腔室的上端通过端盖进行密封，所述金属反射挡板上一体式连接于平面板，所述平面板上开设有微波孔；所述复合窗口组件包括固定于所述平面板上的第一窗口件及固接于所述平面板远离第一窗口件一端面上的第二窗口件，所述第一窗口件与所述第二窗口件平行且间隔设置。2.如权利要求1所述的一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构，其特征在于，所述第一窗口件为二氧化硅材料，所述二氧化硅材料为石英材料。3.如权利要求1所述的一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构，其特征在于，所述第二窗口件为导热材料，所述导热材料为CVD金刚石厚膜。4.如权利要求1所述的一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构，其特征在于，所述第一窗口件与第二窗口件均为圆形结构，且所述第二窗口件通过钎焊的方式焊接于平面板上，所述第一窗口件通过圆环形金属真空密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡常青，赵建海，
申请(专利权)人：上海铂世光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：