[發(fā)明專利]一種小型橢球式等離子反應(yīng)腔及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711276641.X
• 申請(qǐng)日: 2017-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107858667B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉靜;聶鳳明;王大森;張廣平;裴寧;張旭;馮時(shí)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)兵器科學(xué)研究院寧波分院
• 主分類號(hào): C23C16/513
• 分類號(hào): C23C16/513;C23C16/27
• 代理公司: 寧波誠(chéng)源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

1.一種小型橢球式等離子反應(yīng)腔，包括腔體、設(shè)置在腔體內(nèi)的沉積室以及同軸天線，其特征在于：所述腔體為下部切邊的橢球狀金屬腔體，橢球狀金屬腔體的長(zhǎng)軸直徑Z＝430～440mm，短軸半徑R＝160～170mm，沉積室是由沉積基臺(tái)與石英鐘罩組成，其中沉積基臺(tái)平行與橢球體短軸密封設(shè)置在腔體的下部切邊位置，石英鐘罩同軸罩蓋在沉積基臺(tái)上方，同軸天線設(shè)置于腔體的上端缺口處，等離子反應(yīng)腔內(nèi)的微波耦合方式為天線耦合，微波諧振模式為TM₀₃₃；

所述沉積基臺(tái)的高度z4＝64～68mm，石英鐘罩半徑Rsy＝115～125mm，石英鐘罩高度Hsy＝230～250mm；同軸天線的內(nèi)半徑r₁＝8～10mm，外半徑r₂＝26～28mm；同軸天線的高度z1＝58～62mm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型橢球式等離子反應(yīng)腔，其特征在于：所述腔體采用不銹鋼材料，同軸天線采用圓柱狀銅材料，橢球狀金屬腔體的長(zhǎng)軸直徑Z＝435mm，短軸半徑R＝165mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型橢球式等離子反應(yīng)腔，其特征在于：所述沉積基臺(tái)的高度z4＝66mm；石英鐘罩半徑Rsy＝120mm，石英鐘罩高度Hsy＝240mm；同軸天線的內(nèi)半徑r1＝9mm，外半徑r2＝27mm；同軸天線的高度z1＝60mm。

4.一種小型橢球式等離子反應(yīng)腔的制造方法，其特征在于包括以下步驟：

1)腔體設(shè)計(jì)：腔體為下部切邊的橢球狀金屬腔體，橢球狀金屬腔體的長(zhǎng)軸直徑Z＝430～440mm，短軸半徑R＝160～170mm；

2)沉積室設(shè)計(jì)：沉積室是由沉積基臺(tái)與石英鐘罩組成，其中沉積基臺(tái)平行與橢球體短軸密封設(shè)置在腔體的下部切邊位置，石英鐘罩同軸罩蓋在沉積基臺(tái)上方，沉積基臺(tái)的高度z4＝64～68mm，石英鐘罩半徑Rsy＝115～125mm，石英鐘罩高度Hsy＝230～250mm；

3)同軸天線設(shè)計(jì)：同軸天線采用圓柱狀銅材料，設(shè)置于腔體的上端缺口處，同軸天線的內(nèi)半徑r₁＝8～10mm，外半徑r₂＝26～28mm；同軸天線的高度z1＝58～62mm；

4)等離子反應(yīng)腔內(nèi)的微波耦合方式為天線耦合，微波諧振模式為TM₀₃₃。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于：所述等離子反應(yīng)腔中的最大電場(chǎng)強(qiáng)度出現(xiàn)于沉積基臺(tái)上方的中心處，電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值達(dá)到6×10⁴V·m^-1。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其特征在于：所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)的等離子體密度的最大值達(dá)到1.5×10¹⁷/m³。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于：所述腔體采用不銹鋼材料，橢球狀金屬腔體的長(zhǎng)軸直徑Z＝435mm，短軸半徑R＝165mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于：所述沉積基臺(tái)的高度z4＝66mm；石英鐘罩半徑Rsy＝120mm，石英鐘罩高度Hsy＝240mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于：所述同軸天線的內(nèi)半徑r1＝9mm，外半徑r2＝27mm，同軸天線的高度z1＝60mm。