質(zhì)窗口上部的耦合轉(zhuǎn)換腔，所述耦合轉(zhuǎn)換腔與所述第二波導(dǎo)管連通，所述模式轉(zhuǎn)換天線伸入所述耦合轉(zhuǎn)換腔內(nèi)，所述耦合轉(zhuǎn)換腔能夠?qū)碜运鑫⒉ㄔ吹奈⒉ń?jīng)所述介質(zhì)窗口傳送至所述諧振腔。
[0029]進一步地，所述耦合轉(zhuǎn)換腔能夠?qū)碜运龅牡诙▽?dǎo)管的微波由TEM模式轉(zhuǎn)換為TM模式，其可以為圓柱波導(dǎo)。
[0030]進一步地，在所述第一波導(dǎo)管和所述適配器之間設(shè)置有柔性波導(dǎo)管。
[0031]根據(jù)本發(fā)明所提供的微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備，還包括調(diào)配器，其與所述第一波導(dǎo)管連接。
[0032]本發(fā)明提供的微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備，通過設(shè)置微波聚集單元，從而擴大了微波電場在基片上的分布面積，使微波電場在基片的水平方向得到延伸，并且使微波能量更加集中在基片上方區(qū)域，等離子體的溫度分布更加均勻，從而有利于大面積、高質(zhì)量的金剛石薄膜的沉積。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明一實施方式提供的微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明另一實施方式提供的微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖和實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0036]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備，包括微波源I，第一波導(dǎo)管2，微波模式轉(zhuǎn)換器和諧振裝置。第一波導(dǎo)管2的一端與微波源I連接，另一端與微波模式轉(zhuǎn)換器連接；諧振裝置包括一諧振腔4和微波聚集單元44，諧振腔4的頂部設(shè)有介質(zhì)窗口 41,微波模式轉(zhuǎn)換器位于介質(zhì)窗口 41的上部并且能夠?qū)碜晕⒉ㄔ碔的微波進行模式轉(zhuǎn)換并經(jīng)介質(zhì)窗口 41傳送至諧振腔4，在諧振腔4的內(nèi)部設(shè)有基座43，在基座43上承載有基片42，且基座43的設(shè)置能夠使其上承載的基片42位于介質(zhì)窗口 41的下方，微波聚集單元44設(shè)于諧振腔4上并能夠?qū)魉椭林C振腔4的微波聚集于基片42上。
[0037]微波源I用于產(chǎn)生微波，其可以為本領(lǐng)域常規(guī)的微波發(fā)生器等設(shè)備，所產(chǎn)生的微波的功率可以為6-75kW、頻率可以為915MHZ-2.45GHz ;第一波導(dǎo)管2用于傳送微波源I所產(chǎn)生的微波，其可以為矩形波導(dǎo)管，微波在第一波導(dǎo)管2中的主要傳輸方式為TEltl模式；微波模式轉(zhuǎn)換器可以將TE模式的微波轉(zhuǎn)換成TEM模式。
[0038]諧振腔4的形狀可以為多種形狀，例如圓柱形；諧振腔4頂部的介質(zhì)窗口 41為由透光材料(例如石英或藍寶石)形成的窗口，其能夠使微波透過從而進入諧振腔4，并且其還能保證諧振腔4的密封性能；基片42用于沉積薄膜，例如金剛石薄膜，其可以固定在基座43上，基片42應(yīng)當(dāng)對應(yīng)設(shè)置在介質(zhì)窗口 41的正下方，并且鍍膜面朝上放置；基座43可以上下移動，從而根據(jù)實際需要對基片42的放置高度進行調(diào)節(jié)，例如基座43可以直接從諧振腔4的底部伸出，并與高度調(diào)節(jié)相關(guān)裝置連接，此外，基座43的伸出部分可以通過密封件48進行密封?？梢岳斫獾氖?，在諧振腔4上還包括一些必需的開口，例如用于通入反應(yīng)氣體的氣體入口、用于抽真空的抽氣口等。
[0039]微波聚集單元44能夠使諧振腔4內(nèi)反射的微波聚集于基片42上，從而在最大程度上利用微波功率激發(fā)等離子體，實現(xiàn)微波能的高效利用；此外，其還可以擴大微波電場在基片42上的分布面積，使微波電場在基片42的水平方向得到延伸，從而能夠形貌呈扁橢球狀的等離子體8，既可以避免等離子體8與諧振腔壁產(chǎn)生接觸而造成沉積的金剛石薄膜污染，還可以避免采用石英鐘罩時因等離子體躍變而造成石英鐘罩的頂部被擊穿，因而有利于工業(yè)化大面積沉積形成均勻且純凈度高的金剛石薄膜。
[0040]在一實施方式中，微波聚集單元44可以為設(shè)于諧振腔4側(cè)壁上的傾斜部，傾斜部由金屬材料制成，并且傾斜部的垂直線相交于基片42上。該傾斜部可以為傾斜設(shè)置在諧振腔4內(nèi)部的兩塊相對設(shè)置的金屬板，或者為傾斜設(shè)置在諧振腔4內(nèi)部的多塊均布的金屬板，優(yōu)選地，該傾斜部為設(shè)置在諧振腔4內(nèi)部的圓臺，從而在最大程度上利用反射微波的能量來沉積薄膜；此外，也可以直接在諧振腔4的側(cè)面上加工出上述傾斜部，例如上述相對設(shè)置的金屬板或圓臺，從而簡化諧振腔4的加工工藝。該傾斜部能夠?qū)⒅C振腔4內(nèi)反射的微波聚集在基片42上。
[0041]進一步地，還可以在諧振腔4內(nèi)，環(huán)繞基座43設(shè)置凸臺51，且在凸臺51與基座43之間相對設(shè)置能夠上下移動的金屬部件52 ;例如，可以在諧振腔4的底座47上設(shè)置環(huán)形凸臺，并在環(huán)形凸臺與基座43之間設(shè)置能夠上下移動的環(huán)形金屬塊，從而形成微波微調(diào)單元，該環(huán)形金屬塊的內(nèi)面與基座43的側(cè)面接觸，外面與環(huán)形凸臺的內(nèi)面接觸，其能夠使微波在基座43與凸臺51之間處于TEM模式，而凸臺51上方區(qū)域的微波形成TM模式或近似TM模式，從而使諧振腔4內(nèi)部形成由TM模式和TEM模式組成的混合模式的微波。
[0042]本發(fā)明的微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備能夠有效改善諧振腔4內(nèi)的電磁場分布，并實現(xiàn)微波電磁場在基片42上的疊加及聚焦，從而增大了等離子體球面積并優(yōu)化了等離子體的均勻分布，有效增大了化學(xué)氣相沉積區(qū)域，進而提高了單位時間內(nèi)的工作效率；此夕卜，通過調(diào)節(jié)(上下移動)金屬部件52，更易于使諧振腔4內(nèi)的微波的諧振狀態(tài)始終保持在諧振點，從而提高微波能量的使用效率。
[0043]例如，可以在金屬部件52上設(shè)置從底座47伸出諧振腔4的拉桿(圖中未不出),通過拉桿使金屬部件52在凸臺51與基座43之間上下移動。此外，也可以在加工諧振腔4時使其底部形成向上的凹陷，從而在諧振腔4內(nèi)部形成凸臺51，以便簡化諧振腔4的加工工藝。
[0044]上述實施方式的諧振腔4可以由金屬材料或石英材料制成。優(yōu)選地，諧振腔4由金屬材料(例如鋁或銅)制成，從而有利于對諧振腔4進行水冷處理。
[0045]進一步地，還可以在諧振腔4的內(nèi)部設(shè)置等離子體約束單元，其可以由透光材料(例如石英或藍寶石)制成，并且設(shè)置在基片42的外部。優(yōu)選地，等離子體約束單元可以直接設(shè)置在凸臺51上，并且等離子體約束單元內(nèi)部可以通過抽真空而形成真空環(huán)境。該等離子體約束單元的設(shè)置能夠減少離子體對諧振腔壁的污染，并且利于更換和維護，從而有利于進行金剛石薄膜的工業(yè)化合成生產(chǎn)。此外，該等離子體約束單元可以設(shè)置在距離等離子放電區(qū)域相對較遠的位置上，從而減少其材料中的元素對薄膜合成所造成的污染。
[0046]如圖1所示，在一實施方式中，等離子體約束單元可以為石英管45，其可以設(shè)置在底座47與微波聚集單元44之間，并且套設(shè)在基片42的外部，石英管45的直徑可以相對較大，例如120-250_，從而避免等離子體因躍變而對其造成損壞。如圖2所示，在另一實施方式中，等離子體約束單元還可以為石英鐘罩46，其可以設(shè)置在底座47與微波聚集單元44之間，并且罩設(shè)在基片42的外部。等離子體約束單元用于約束等離子體8，