本发明专利技术提供一种高调谐灵敏度的915MHz微波等离子体化学气相沉积装置，包括：腔室上壁和腔室下壁，腔室下壁安装反应腔体；腔室上壁和腔室下壁之间设置金属腔壁，金属腔壁环绕布置于反应腔体外围，构成谐振腔；金属腔壁被配置为：环绕反应腔体收缩或扩张。本发明专利技术设置环绕反应腔体收缩或扩张的金属腔壁，通过调整金属腔壁围成的圆柱腔的直径变化，调整谐振腔的内部空间，使反应腔体等离子体形状和电子密度快速实现最优状态，反射降到最低，提高沉积效率。率。率。
【技术实现步骤摘要】
一种高调谐灵敏度的915MHz微波等离子体化学气相沉积装置
[0001]本专利技术涉及微波等离子体化学气相沉积
，特别是指尤其涉及一种高调谐灵敏度的915MHz微波等离子体化学气相沉积装置。
技术介绍
[0002]目前，我国受到芯片制约发展的当下，高功率半导体材料研制刻不容缓，对我国未来发展具有重大意义。金刚石具有良好的综合性能，已经应用于众多科技领域。尤其是金刚石具有块体材料最高热导率2000W/m
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K和高达5.5eV的禁带宽度，被认为是终极半导体。各科研机构都在开展基于金刚石半导体材料研究工作。
[0003]微波等离子体化学气相沉积(Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition，MPCVD)是目前常用的制备金刚石材料的方法之一，其优点有制备的金刚石膜质量高，沉积参数稳定，沉积面积大，作为一种重要的制备方法，一直受到广泛重视。
[0004]目前石英环式MPCVD装置正在大量推广中，该类装置石英环和等离子体分别位于同轴天线两面，避免了等离子体与石英环的接触，日本Seki公司(http://sekidiamond.com/)、俄罗斯科学院与Optosystems公司(https://optosystems.ru/en/)、德国iplas公司(https://www.iplas.de/)等都在对外销售此类装置，北京科技大学(J.J.Su et al.A dome
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shaped cavity type microwave plasma chemical vapor deposition reactor for diamond films deposition[J].Vacuum,2014,107:51
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55.)和武汉工程大学(J.Weng et al.Investigation of depositing large area uniform diamond films in multi
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mode MPCVD chamber[J].Diamond&Related Materials,2012,30:15
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19.)也研制出了此类装置。
[0005]常用的MPCVD装置主要采用2.45GHz和915MHz两种频率，所沉积面积和微波频率负相关，即微波频率越高，微波波长越短，沉积金刚石面积越小。。915MHz微波的波长λ是328mm，2.45GHz微波波长λ是122mm，前者是后者的2.67倍，因而使用915MHz微波的MPCVD装置可沉积的金刚石膜的直径理论上是2.45GHz的2.67倍。经过了30多年的发展，对于高效率沉积大尺寸金刚石的需求越来越高。915MHz MPCVD装置沉积尺寸大，生产效率高，基于此，该类新装置的高效生产具有重要意义。
[0006]模拟技术促进了MPCVD技术的发展，其中一项重要指标为等离子电子密度的分布。此前研究中，石英环式(X.J.Li et al.Design of novel plasma reactor for diamond film deposition[J].Diamond&Related Materials,2011,20(4):480
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484.)、石英钟罩式(Gu Y.The new generation microwave plasma assisted CVD reactor for diamond synthesis.[D].Michigan State University.2011.)、平板石英窗式(吕庆敖,邬钦崇.微波等离子体化学气相沉积装置的工作原理[J].真空与低温,1997(02):14
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16.)等类型装置的调谐方式主要通过同轴天线、沉积台、短路活塞等部件的移动实现，通常需要进行较大幅度的移动。离子体电子密度的影响不同，反应出等离子体电子密度对不同部件尺寸变化的灵敏度存在较大差异，其中，谐振腔直径的调节对等离子体电子密度的变化有较大影响。基
于此提出了一种高调谐灵敏度的915MHz MPCVD装置。
技术实现思路
[0007]本专利技术提供了一种高调谐灵敏度的915MHz微波等离子体化学气相沉积装置，以解决915MHz微波等离子体化学气相沉积装置调谐灵敏度低的技术问题。
[0008]本专利技术提供的技术方案如下：
[0009]本专利技术提供一种高调谐灵敏度的915MHz微波等离子体化学气相沉积装置，所述装置包括：腔室上壁和腔室下壁，所述腔室下壁安装反应腔体；
[0010]其中，所述腔室上壁和所述腔室下壁之间设置金属腔壁，所述金属腔壁环绕布置于所述反应腔体外围；
[0011]其中，所述金属腔壁被配置为：环绕所述反应腔体收缩或扩张。
[0012]在一个较佳的实施例中，所述反应腔体包括真空石英环和同轴天线；
[0013]所述真空石英环置于所述腔室下壁上，所述同轴天线置于所述真空石英环上；所述同轴天线开设进气孔口，所述腔室下壁开设排气口。
[0014]在一个较佳的实施例中，所述真空石英环与所述腔室下壁之间设置密封胶圈；所述同轴天线与所述真空石英环之间设置密封胶圈。
[0015]在一个较佳的实施例中，所述金属腔壁包括第一端头和第二端头；
[0016]其中，所述第二端头与所述第一端头之间形成间隙，所述第二端头向所述金属腔壁围成的圆柱腔外侧延伸形成自由端，并且所述第二端头与所述第一端头的间隙之间设置第一弯曲金属片；
[0017]所述第一弯曲金属片与所述第一端头固定连接，所述第一弯曲金属片与所述第二端头接触；
[0018]当所述金属腔壁环绕所述反应腔体扩张时，所述第二端头相对所述第一端头沿第一方向运动，使所述金属腔壁围成的圆柱腔的直径增大；
[0019]当所述金属腔壁环绕所述反应腔体收缩时，所述第二端头相对所述第一端头沿第二方向运动，使所述金属腔壁围成的圆柱腔的直径减小；
[0020]其中，所述金属腔壁采用具有向内收缩趋势的金属材料制备，使金属腔壁的第二端头向第一端头靠近。
[0021]在一个较佳的实施例中，所述第一端头与金属腔壁之间设置第二弯曲金属片，所述第二弯曲金属片与第一端头固定连接，所述第二弯曲金属片与所述金属腔壁内侧接触。
[0022]在一个较佳的实施例中，所述金属腔壁的下侧均匀固定多个钢珠滚轮，并且至少在所述第一端头的位置设置一个钢珠滚轮；
[0023]腔室下壁的上表面均匀开设多个导轨槽；
[0024]其中，每一个导轨槽包括内侧端和外侧端，并且每一个导轨槽由内侧端向外侧端延伸；
[0025]每一个所述钢珠滚轮与每一个所述导轨槽一一对应，每一个所述钢珠滚轮的钢珠嵌入到对应的所述导轨槽，并被配置为沿所述导轨槽的运动。
[0026]在一个较佳的实施例中，多个所述导轨槽为弧形导轨槽，多个所述导轨槽的每一个所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高调谐灵敏度的915MHz微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，所述装置包括：腔室上壁和腔室下壁，所述腔室下壁安装反应腔体；其中，所述腔室上壁和所述腔室下壁之间设置金属腔壁，所述金属腔壁环绕布置于所述反应腔体外围；其中，所述金属腔壁被配置为：环绕所述反应腔体收缩或扩张。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应腔体包括真空石英环和同轴天线；所述真空石英环置于所述腔室下壁上，所述同轴天线置于所述真空石英环上；所述同轴天线开设进气孔口，所述腔室下壁开设排气口。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述真空石英环与所述腔室下壁之间设置密封胶圈；所述同轴天线与所述真空石英环之间设置密封胶圈。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属腔壁包括第一端头和第二端头；其中，所述第二端头与所述第一端头之间形成间隙，所述第二端头向所述金属腔壁围成的圆柱腔外侧延伸形成自由端，并且所述第二端头与所述第一端头的间隙之间设置第一弯曲金属片；所述第一弯曲金属片与所述第一端头固定连接，所述第一弯曲金属片与所述第二端头接触；当所述金属腔壁环绕所述反应腔体扩张时，所述第二端头相对所述第一端头沿第一方向运动，使所述金属腔壁围成的圆柱腔的直径增大；当所述金属腔壁环绕所述反应腔体收缩时，所述第二端头相对所述第一端头沿第二方向运动，使所述金属腔壁围成的圆柱腔的直径减小；其中，所述金属腔壁采用具有向内收缩趋势的金属材料制备，使金属腔壁的第二端头向第一端头靠近。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一端头与金属腔壁之间设置第二弯曲金属片，所述第二弯曲金属片与第一端头固定连接，所述第二弯曲金属片与所述金属腔壁内侧接触。6.根据权利要求4所述的装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：安康，吴海平，刘峰斌，许光宇，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：
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