[发明专利]一种射频功率信号源真空引入电极

说明书

技术领域

本发明涉及一种甚高频功率信号源（13.56MHz~100MHz）引入真空腔体的电极，广泛应用于太阳能电池、液晶显示器，属于电学领域。

背景技术

目前，薄膜太阳能电池采用低温沉积等离子体增强化学气相沉积技术（PECVD），平行电极板容性放电模式。将射频电源（RF）功率信号传输至真空腔室中阴极靶板。采用陶瓷烧结技术的优点是将电极的阳极导体与阴极导体烧结成为一个整体，达到阳极导体与阴极导体的密封。同时，利用陶瓷自身绝缘性使阳极导体与阴极导体绝缘隔离。不足之处，大截面射频电极阴极导体烧结技术难以实现大面积烧结.目前，大面积薄膜沉积的速率可达到4～5?/s，功率密度可达到0.2～0.4w/cm²，一般沉积薄膜1.5～5.7m²需要3～20KW的功率，频率直接影响薄膜沉积速率，现有陶瓷烧结技术难以制作大截面射频电极。此外，陶瓷烧结阴极导体，启动工作时间不长会迅速产生高温，导致整个电极体出现过热现象，一停止工作，整个电极温度下降至常温。这样电极导电体反复的升温、降温，使电极输入口烧结处的陶瓷因热胀冷缩而损坏，破坏密封性。当然，还有甚高频引发的驻波效应和趋肤效应，也会对阴极体造成损坏。因此，需要有效的甚高频馈入模式，使输入电极与连接导体之间接口能够很好的绝缘密封，隔离屏蔽。

发明内容

本发明目的旨在解决由甚高频功率电源传输至电极进入真空腔体接口处产生以上所说因陶瓷烧结导致的电极截面积过小，易烧损，使真空腔体密封下降，严重影响沉积速率和稳定性。为大面积薄膜沉积，提供一种甚高频功率源输入真空腔室内的射频电极接口技术，功率为2000～3000瓦以上，频率范围为13.56MHz～100MHz，阴极电压为2000伏左右，用一种分体式电极连接装置进入真空腔体内，替代传统的一体式射频电极。

本发明的技术解决方案是 ：一种传输甚高频功率源接入真空腔体的射频电极装置，包括射频功率电源，匹配器，由真空电极引入真空腔体的接口电极，其特征是：电极由分离的两个电极部件构成简称内部件和外部件，外部件包括外部阳极围绕外部阴极，内部件包括内部阳极围绕外部阴极，分别构成屏蔽、绝缘、密封的一体电极部件；阳极部件安装在真空腔体的外壁上，阳极导电体与真空腔体外壁接口端均屏蔽、密封，外壁接地。外部阴极和内部阴极之间有隔离绝缘片，外部阴极内的导电螺杆贯通绝缘片至内部阴极，并与内部阴极连接，内部阴极头部接阴极靶板。

内部阳极：是一个带孔的阶梯形轴法兰，该法兰前端轴伸入真空腔体内，与真空腔体密封并紧密结合；在内部阳极轴法兰大端面有沉孔和中间通孔，该中间通孔由内部阴极穿越入真空腔体，该通孔对内部阴极形成屏蔽。

外部阳极：同样是一个带通孔的阶梯轴法兰，在法兰大端面有沉孔，中间有通孔容纳外部阴极，通孔的内表面与射频电源输入端的正极紧密电接触，由导电螺栓连接内部阳极和外部阳极，固定在真空腔体阳极接地。

内部阴极：是一个导电轴体，前端带外螺纹、后端有内螺纹孔，轴的前端外螺纹和真空腔体内部的阴极靶板的电缆接头相连，后端内螺纹与阴极螺杆连接。

外部阴极：是一个带阶梯孔的导电轴体，在其轴体的孔壁上开有弹性切口，该轴体与射频电源输入端口的阴极插入孔壁内表面紧密接触，阶梯孔的另一端面的有小孔内有密封槽，其内装密封圈压紧在绝缘片上，导电螺杆为中间大两头小的阶梯轴，一头有外螺纹，外螺纹旋入内部阴极的内螺纹，螺杆的中间端面开有密封槽，装入密封圈压紧在外部阴极的阶梯孔的大孔内端面，外部阴极通过螺杆与内部阴极连接导通。绝缘片是放置在外部阴极和内部阳极中间。外部阴极其内径小于射频电源的阻抗匹配器输出端阴极导体的外径，保证在匹配器输出端阴极导体插入具有弹性切口的外部阴极时接触良好，降低接触电阻，减少功率损耗，减少发热。内、外部阴极和阳极以及螺杆均为导体，内、外部阴极优选为表面镀金的黄铜，内外部阳极优选为表面氧化处理的铝合金。所述的绝缘片为绝缘材料，优选为陶瓷。

本发明的有益效果，实现了本发明目的，有效的解决了甚高频馈入模式，由于电极采用分离部件，使输入电极与连接导体之间接口能够很好的密封、绝缘、隔离屏蔽。提高了射频功率稳定性和大面积薄膜沉积速率和均匀性。使用该装置减少了零部件损耗，使电极体的阴极使用寿命延长。

附图说明

图1、是本发明射频电源引入真空腔体示意图。

图2、是本发明实施例1电极平面结构示意图。

图3、是本发明的立体结构示意图。