本发明专利技术公开一种微波等离子体化学气相沉积装置，包括用于导入微波的波导装置，所述波导装置与设置在其下方的反应室连接，所述反应室的在圆周方向上均匀设置有多个反应气体入口；在所述波导装置与反应室的连接处水平设置有隔离窗，所述隔离窗用于将波导装置与反应室隔离开，并使所述反应室保持预设定的真空度；在所述反应室内部同轴设置用于支撑衬底托的样品台，在所述衬底托的周围开设有供反应气体流出反应室的气体通道。本发明专利技术解决现有技术中，掺杂元素不能有效掺入到衬底表面形成的薄膜中，致使掺杂气体的使用效率低，成膜效果不理想的技术问题。本发明专利技术主要应用与等离子体加工领域。
【技术实现步骤摘要】
一种微波等离子体化学气相沉积装置
本专利技术涉及微波等离子体加工领域，特别涉及一种微波等离子体化学气象沉积装置。
技术介绍
微波等离子体是利用微波能将气体电离形成的一种等离子体:在反应室中的气体在导入的微波电磁场的作用下电离，形成由原子、原子团、离子和电子共存的混合物。化学气相沉积(Chemical vapor deposition,简称CVD)是反应物质在气态条件下发生电离或分解，在衬底表面上或者附近反应并在其上生成固态物质沉积，进而制得固体材料的工艺技术。微波等离子体CVD是利用微波能实现化学气相沉积的一种工艺装置，具有产量大、质量高、成本低的优点。其原理是，微波在反应室内形成共振，形成强的电磁场中心区域，使气体电离，形成等离子体，然后在衬底表面上形成固态物质沉积。该工艺中，适当导入一些掺杂气体含有比如P磷、B硼等元素可以改变衬底托表面上沉淀的固态物质的性能参数，通常情况下，沉淀到衬底表面上的固态物质称之为薄膜，沉淀的过程称之为成膜。专利技术人在实现上述技术的过程中，发现现有技术中存在以下技术问题:在反应室中因电离气体形成的等离子体呈球状，进入反应室中的掺杂气体由于气流分布的原因，在衬底表面附近的气氛中掺杂气体浓度偏低，使得等离子体中的掺杂元素不能有效掺入到衬底表面形成的薄膜中，致使掺杂气体的使用效率低，成膜效果不理想。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种微波等离子体化学气相沉积装置，解决现有技术中掺杂气体使用率低，成膜效果不理想的技术问题。本专利技术所采用的技术方案是:一种微波等离子体化学气相沉积装置，包括用于导入微波的波导装置，所述波导装置与设置在其下方的反应室连接，在所述反应室的顶部的圆周方向上均匀设置有多个反应气体入口 ；在所述波导装置与反应室的连接处水平设置有隔离窗，所述隔离窗用于将波导装置与反应室隔离开，并使所述反应室保持预设定的真空度；在所述反应室内部同轴设置用于支撑衬底托的样品台，在所述衬底托的周围开设有供反应气体流出反应室的气体通道。进一步的，所述气体通道中心线与样品台中心线之间的距离为25-30毫米。进一步的，所述气体通道为开设在样品台上的多个通孔，所述多个通孔围绕所述衬底托均匀设置。进一步的，还包括环形挡板，所述挡板固定连接在样品台的外侧，并与反应室内壁相配合。进一步的，所述通孔均匀开设在所述样品台的一个水平同心圆上，或均匀开设在所述样品台的一个以上水平同心圆上。进一步的，所述通孔竖直向下开通至样品台的下端。进一步的，所述通孔呈弧形向外开通至样品台侧壁与反应室内壁之间。进一步的，所述通孔的直径为1-5毫米。进一步的，所述反应室的内壁设置有环形凸台，所述环形凸台和样品台顶面高度平齐，所述环形凸台和样品台的侧壁之间形成供反应气体流出反应室的环形气体通道，所述样品台的尺寸为50-60毫米。进一步的，所述环形凸台和样品台的侧壁之间环形气体通道的宽度为1-5毫米。本专利技术提供一种微波等离子体发生器，通过在衬底托的周围开设气体通道的方式，改变气流分布，使衬底托表面附近掺杂元素浓度提高，从而使等离子体中的掺杂元素使用率提高，成膜效果增强。【附图说明】图1为本专利技术微波等离子体化学气相沉积装置实施例1的第一种结构示意图；图2为本专利技术微波等离子体化学气相沉积装置实施例1的第二种结构示意图；图3为本专利技术微波等离子体化学气相沉积装置实施例1中通孔的第一种分布示意图；图4为本专利技术微波等离子体化学气相沉积装置实施例1中通孔的第二种分布示意图；·图5本专利技术微波等离子体化学气相沉积装置实施例1的第三种结构示意图；图6为本专利技术实施例1与现有技术的气流的对比示意图；图7为本专利技术微波等离子体化学气相沉积装置实施例1的结构示意图。其中，1、波导装置，11、微波输入装置，12、微波输出装置，13、天线，131、天线管，2、反应室，21、环形凸台，3、衬底托，4、样品台，5、通孔，6、接触平面，7、隔离窗，8、挡板，9、反应气体入口。【具体实施方式】实施例1:如图1所示，本专利技术包括导入微波的波导装置I。波导装置I包括:具有横截面形状为矩形的微波输入装置11 ;具有横截面形状为圆形的微波输出装置12 ;其中，微波输入装置11与微波输出装置12连接，使微波输入装置11输入的微波被引入微波输出装置12。一般说来，微波输入装置11中输入的微波频率介于0.5至15GHz，2.45GHz是较为理想的微波源。波导装置I还包括，横向穿过微波输入装置11，且伸入微波输出装置12并与微波输出装置同轴的可调节高度的天线13，天线13用于将矩形波导中的矩形坐标的微波转化为圆波导中的圆柱坐标的微波。通常情况下，在微波输入装置中还可以设置一个活塞，用于匹配反射的阻抗。本专利技术中的波导装置I可以是可调节的，能够为反应室2提供一个轴对称的微波场，从而使反应室2中的气体被电离生成均匀的等离子体，以使衬底表面形成均匀薄膜。除此之外，该波导装置I可以通过调节天线13或/和调节微波输入装置中设置的活塞来耦合微波或匹配反应室中气体的阻抗。天线13的调节可以通过蜗轮蜗杆结构实现，且可以为使用者提供一个指示器，以方便的显示出天线13在波导装置I中的位置。通过调节天线13和活塞可以匹配几乎任何等离子体的阻抗。天线13为圆柱形，且安装在天线管131内，在微波输入装置的开口处交汇。天线管131有一个环形阻塞，该阻塞中心开设有开口，以允许天线13通过。天线13通过阻塞且横向通过微波输入装置11，一般而言微波输入装置为矩形波导管，且同轴伸入截面为圆形的微波输出装置12。通常情况下，伸入微波输出装置12的天线部分的长度为微波在自由空间下的波长的四分之一的整数倍。这样在天线13的表面形成的感应电流会最小，以防止天线和阻塞因热或感应电流产生的电弧被熔化或者连接。以下提供一种优选的方式:微波的频率在2.45Hz,功率为300-6000瓦(watts)，微波输入装置11为优化设计且足够长以使得仅横向电波模可以通过。这样可以精确测量功率。与圆形波导耦合的微波场是与角度不相关的横向电磁模和径向模节点的整数。更优先选的是，其有一个径向模节点。圆形波导的直径应足够的小以至于仅通过具有一个径向模节点和与角度不相关的横向电磁模。该直径可以增加，以通过具有不只一个径向模节点的横向电磁模也可以减少，以通过没有径向模节点的横向电磁模。这些可以通过一个较大或较小直径的微波输出装置，或通过增加微波输出装置在其长度方向上的直径(该直径随着长度方向逐渐增大而增加)来实现。圆形微波输出装置12的长度比直径大，长度大约为12.8厘米，直径大约为10-12厘米。矩形微波输入装置11宽7.2厘米，高3.4厘米，长25.5厘米。为了处理等离子体，对于不吸收微波能量的等离子体来说，微波输出装置12和与波导装置I连接的反应室2的长度应为微波输出装置中波长二分之一的整数倍。这样可以形成一个腔， 在里面微波处于共振状态，形成一个高强度的微波。对于在处理过程中会吸收微波能量的等离子体来所说，该长度并不重要。波导装置I在微波等离子体发生器的作用举足轻重，上文并没有对其进行更为详尽的描述，在现有技术中，已经有很多相似装置，均可以在本专利技术中使用，其可以实现的作用如下:通过调节可以为等离子体匹配需要的轴对称模微波，并消除内部反射波本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，包括用于导入微波的波导装置（1），所述波导装置（1）与设置在其下方的反应室（2）连接，在所述反应室（2）顶部的圆周方向上均匀设置有多个反应气体入口（9）；在所述波导装置（1）与反应室（2）的连接处水平设置有隔离窗（7），所述隔离窗（7）用于将波导装置（1）与反应室（2）隔离开，并使所述反应室（2）保持预设定的真空度；在所述反应室（2）内部同轴设置用于支撑衬底托（3）的样品台（4），在所述衬底托（3）的周围开设有供反应气体流出反应室（2）的气体通道。
【技术特征摘要】
1.一种微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，包括用于导入微波的波导装置(1)，所述波导装置(I)与设置在其下方的反应室(2)连接，在所述反应室(2)顶部的圆周方向上均匀设置有多个反应气体入口(9);在所述波导装置(I)与反应室(2)的连接处水平设置有隔离窗(7)，所述隔离窗(7)用于将波导装置(I)与反应室(2)隔离开，并使所述反应室(2)保持预设定的真空度；在所述反应室(2)内部同轴设置用于支撑衬底托(3)的样品台(4)，在所述衬底托(3)的周围开设有供反应气体流出反应室(2)的气体通道。2.根据权利要求1所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，所述气体通道中心线与样品台(4)中心线之间的距离为25-30毫米。3.根据权利要求1或2所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，所述气体通道为开设在样品台(4)上的多个通孔(5)，所述多个通孔(5)围绕所述衬底托(3)均匀设置。4.根据权利要求3所述的微波等离子体化学气相沉积装置，其特征在于，还包括环形挡板(8)，所述挡板(8)固定连接在样品台(4)的外侧，并与反应室(2)内壁相配合。5....
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏兴，
申请(专利权)人：王宏兴，
类型：发明
国别省市：
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