[实用新型]一种表面波等离子体发生装置

说明书

本实用新型公开了一种表面波等离子体发生装置，包括依次连接的微波源、环形隔离器、匹配调节器、波导管、耦合变换器、耦合隔离器和反应器，反应器为上底敞开、下底密封的圆柱形筒体，反应器的上底与耦合隔离器的一面固定连接，耦合隔离器的另一面与耦合变换器固定连接，反应器的侧面设有进气管和气压调节装置，气压调节装置用于维持反应器中的低气压环境。利用前述表面波等离子体发生装置，去掉了现有技术中常用的滤波板，实现多模耦合，在耦合隔离器处实现较大电场，使激发的等离子体密度更大，更均匀。

技术领域

本实用新型涉及微电子技术领域，尤其涉及一种表面波等离子体发生装置。

背景技术

等离子体作为“物质的第四态”在现代产业中广泛使用，比如碳纳米管的制备、半导体的加工、材料的表面改性等，在等离子体的应用中，除了保证等离子体放电的安定性及再现性以外，还要求低压等离子体高密度化，大面积化和均匀化。

现有的微波表面波等离子体发生装置在微波耦合入反应器之前，需通过缝隙板，在缝隙板上产生偏振，但通过缝隙板时，不仅微波能量会大量损失，而且透过的微波也会出现不均匀的现象，不利于生成高密度、大面积的均匀等离子体。

实用新型内容

本实用新型提供一种表面波等离子体发生装置，去掉了缝隙板，改变耦合变换器的结构，提供高密度、大面积的均匀等离子体。

一种表面波等离子体发生装置，包括依次连接的微波源、环形隔离器、匹配调节器、波导管、耦合变换器、耦合隔离器和反应器，所述反应器为上底敞开、下底密封的圆柱形筒体，所述反应器的上底与所述耦合隔离器的一面固定连接，所述耦合隔离器的另一面与所述耦合变换器固定连接，所述反应器的侧面设有进气管和气压调节装置，所述气压调节装置用于维持所述反应器中的低气压环境。

进一步地，所述反应器上设有通气管，所述通气管上设置控制阀和压力检测器，所述压力检测器比所述控制阀靠近所述反应器。

进一步地，所述进气管上设有气体流量控制器。

进一步地，所述波导管选用方形波导管。

进一步地，所述耦合变换器依次包括传输段、过渡段和实现段，所述传输段与所述波导管连接并且两者的截面相同，所述实现段与所述耦合隔离器连接，并且所述实现段的截面与所述反应器的截面相同，所述过渡段为截面渐变的波导，所述过渡段的截面由与所述传输段相同的截面渐变为与所述实现段相同的截面。

进一步地，所述过渡段长度L₁＝5cm～65cm，所述实现段长度L₂＝2cm～5cm，所述反应器的高度为6cm～40cm，所述实现段截面直径与所述反应器底面直径相等，直径D＝10cm～30cm。

进一步地，所述耦合隔离器为石英或无极性陶瓷中的一种。

进一步地，所述反应器上设有等离子体检测端口和观察窗，所述观察窗采用玻璃或石英。

本实用新型提供一种表面波等离子体发生装置，去掉了缝隙板，通过改变耦合变换器的结构，使微波在反应器内激发，形成高密度、大面积的均匀等离子体。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的表面波等离子体发生装置结构示意图；

图2为本实用新型中耦合变换器的结构示意图；

图3为本实用新型中耦合变换器和反应器的剖视结构示意图。