[實用新型]用于直流弧放電高密度等離子體發生裝置的放電腔室

有效

• 申請號: 201220266455.4
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN202697017U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 芶富均
• 申請（專利權）人: 芶富均
• 主分類號: H05H1/26
• 分類號: H05H1/26;H05H1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于直流弧放電高密度等離子體發生裝置的放電腔室。

背景技術

等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）是制備晶硅和薄膜太陽能電池的關鍵設備。按等離子體源與樣品的關系可將PECVD技術分為直接技術和間接技術。多級直流弧放電等離子體PECVD技術是間接PECVD技術的一種，這種沉積裝置中等離子體源和沉積腔室間的壓力相差很大，達到亞大氣壓，在這種等離子體源中氬氣氣體的離化率可達10%，NH₃分解率可達100%。這樣陽極噴嘴噴出的等離子體噴射擴展到沉積腔室時會有大量活性的離子或中性原子存在，而且低壓的沉積腔室可以有效的避免不同活性粒子之間的復合。由于實現了樣品和等離子體源的分離，可以降低等離子體中離子對薄膜的濺射和損傷,實現高速的沉積率，達到20nm/s（普通的射頻等離子體源沉積速率是30nm/min）。目前直流弧放電等離子體發生裝置存在的問題是：放電腔室為整體加工，備件更換成本高，大功率使用時，散熱不充分，造成相關零部件在高溫時失效。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種用于直流弧放電高密度等離子體發生裝置的放電腔室，該放電腔室能在大功率環境下使用，功率加大之后能有效提高等離子體源中氬氣氣體的離化率、反應氣體的分解率，從而提高了薄膜沉積氣體的利用率。

為達到上述目的，本實放電腔室采用的解決方案是：放電室選用絕緣耐高溫材料、絕緣套選用聚四氟乙烯，并將二者鑲嵌于固定架上，固定架選用不銹鋼或銅加工而成。放電室的中心區域加工有氣體通道孔和等離子發生區，固定架的外圓壁上設有冷卻水進口和冷卻水出口；中心區域加工有氣體通道孔和環形水冷槽，環形水冷槽上設有一隔板和凹形槽，固定架上均勻分布有3個陰極螺栓連接孔和3個陽極螺栓連接孔，固定架的上端面設有一陰極定位孔；定位孔底部放置一О型密封圈。

本實用新型具有如下效果：

（1）由于放電腔室不是整體加工，而是由固定架和放電室組成，兩者分別制造，放電室選用耐高溫絕緣材料，固定架選用普通金屬材料，這樣就降低了制造成本；將放電室鑲嵌于固定架之內，在使用過程中便于更換，而且無需更換固定架，這樣能有效降低整個等離子體源在后期的使用成本。?

（2）由于在固定架上設有環形水冷槽，在大功率使用時能有效地將放電腔室放電時所產生的熱量帶走，環形水冷槽上的凹形槽設計，更能充分地對定位孔底部的О型密封圈進行冷卻，水冷充分之后，就能加大等離子體發生裝置的功率，能有效提高等離子體源中氬氣氣體的離化率、反應氣體的分解率，從而提高了薄膜沉積氣體的利用率；

（3）由于采用3個絕緣套置于固定架3個陽極螺栓連接孔中，能夠有效防止在放電腔室放電時與等離子源陽極發生放電現象，影響放電室的正常放電；

（4）由于采用陰極定位孔，能夠更好的保證陰極鎢針和等離子發生區的同心度。

附圖說明

圖1為本實用新型的縱剖視圖；

圖2為本實用新型的俯視圖；

圖3為本實用新型的左視圖。

圖中：1—固定架????101—冷卻水進口????102—冷卻水出口????103—陽極螺栓連接孔????104—陰極定位孔?????105—氣體通道孔????106—凹形槽???107—環形水冷槽????108—陰極螺栓連接孔????2—絕緣套????3—O型密封圈????4—放電室???401—氣體通道孔????402—等離子發生區。?????????????????????????????

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型由放電室4和絕緣套2鑲嵌于固定架1上構成。放電室4的中心區域加工的氣體通道孔401和固定架1中心區域加工的氣體通道孔105相連通，使氣體能順利到達等離子發生區402；外部冷卻水通過冷卻水進口101進入環形水冷槽107和凹形槽106，對放電室進行冷卻，并通過冷卻水出口102流出；?3個陰極螺栓連接孔108和3個陽極螺栓連接孔103，將等離子源的放電腔室和陰陽兩極連為一整體；陰極安裝于定位孔104中，并通過О型密封圈3密封。?