金刚石设备中的等离子体产生原理

微波等离子体产生的基本原理是：微波源发出微波能量，经过波导传输以及天线模式转换后进入谐振腔，在谐振腔内形成一定强度的微波交变电场，在交变电场的激励下，维持在低压状态下的反应气体就会被击穿从而形成等离子体。其中，整个过程的能量来源是微波源在不同功率下所产生的具有不同能量大小的微波，其微波能的大小直接影响所建立的交变电场的强度和范围大小，电子等通过电场的加速作用从而获得能量，随后与气体分子进行碰撞使得进入反应腔的气体分子获得能量从而实现有效的离解激发，因此，微波功率的高低对于所产生的微波交变电场强度以及气体在等离子体中的离化反应程度都有着至关重要的影响。

在通常情况下，等离子体球越扁平，等离子温度场的分布更为均匀，更适宜单晶金刚石的高质量生长。而等离子体的尺寸则是决定单晶金刚石生长的有效面积，等离子体球尺寸越大，批量生长单晶金刚石的数量也会更多。对同一类型的谐振腔而言，等离子体球的实际尺寸主要是由微波功率决定的。提高微波功率的溃入，进入腔体的能量将更高，故而耦合得到的电场场强更强且强场区范围更大，同时所激发的等离子体球尺寸更大且高能电子的分布范围更广，基片温度分布的均匀性也会更好，更有利于多片的沉积。