椭球谐振腔式金刚石沉积设备的知识

 椭球谐振腔式金刚石沉积设备出现在1997年前后，由德国Fraunhofer研究所设计研发。椭球谐振腔式金刚石沉积设备的结构与石英钟罩式金刚石沉积设备十分相似，两者都有一个大的石英钟罩并且均采用同轴天线式转换器作为微波模式转换手段，两者的明显不同之处主要在于谐振腔的不同。椭球谐振腔式金刚石沉积设备的反应腔腔体是椭球形结构，众所周知，椭球具有两个焦点，椭球谐振腔式金刚石沉积设备就是巧妙地利用椭球上下焦点可以使微波会聚的原理，让微波从上焦点天线处发出，经过反应腔的反射，微波可以在下焦点汇聚，此处的下焦点即为基片台上方，从而可以获得高能量密度的等离子体球；除此之外，由于金属椭球反应腔的尺寸很大，所以可以配备的石英钟罩的尺寸也更大，可以有效保持等离子体球与石英材料的安全距离，防止等离子体刻蚀石英钟罩及对金刚石沉积环境造成污染。此类装置的微波输入功率一般也可以达到 10kW 甚至更高的高功率级别。

椭球谐振腔式金刚石沉积设备在具备上述优点的同时，也具备难以克服的缺点，首先就是椭球形谐振腔的加工难度大，从而导致生产成本高；其次，椭球谐振腔的的非常规造型也难以保证其真空密封性；再次，椭球谐振腔式金刚石沉积设备尺寸较大，且采用石英钟罩包围基片台的方式，不利于系统的散热。如上缺点，在一定程度上也限制了椭球谐振腔式金刚石沉积设备的广泛应用。