[发明专利]一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构

说明书

本发明公开了一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构，包括：真空组件及固接于所述真空组件上的复合窗口组件；所述真空组件包括多个金属反射挡板及用于封盖金属反射挡板，多个所述金属反射挡板构成一密封腔室，所述密封腔室的上端通过端盖进行密封，所述金属反射挡板上一体式连接于平面板，所述平面板上开设有微波孔；所述复合窗口组件包括固定于所述平面板上的第一窗口件及固接于所述平面板远离第一窗口件一端面上的第二窗口件，所述第一窗口件与所述第二窗口件平行且间隔设置。根据本发明，自身良好的散热特点，形成一个较低温度的热屏蔽层，避免传统的微波窗口过热，可以大幅度提高微波馈入真空腔的功率值。

技术领域

本发明涉及真空微电子的技术领域，特别涉及一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构。

背景技术

等离子体是继固态，液态，气态之后的作为物质的第四态，在很多领域有着广泛的应用。而要使物质处于等离子体状态，就需要提供一定的能量。微波作为一种电磁波，在真空的环境中比较容易的将气体激发成等离子体状态，因此微波等离子体技术在很多领域得到了广泛的应用。

微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置一般包括微波系统、真空系统、供气系统和等离子体反应室，等离子体反应室中设有一个自旋转基片台6，以制备金刚石膜为例，微波系统产生的微波从常压区域透过一个圆形的由透微波材料(通常为二氧化硅)制备成的窗口材料后，进入真空腔内，在自旋转基片台6上方激发供气系统提供的气体产生等离子体球，等离子体球紧贴在成膜衬底材料表面，通过调整不同的反应气体以及调整等离子体的工艺参数，可以在基片台6表面沉积CVD金刚石【1】，为了提高CVD金刚石的生长速度和生长质量，提高微波的输入功率是选择方案之一【2】。然而，这种微波真空腔由于微波窗口是直接对着微波激发产生的等离子体球，随着微波输入功率的增加，等离子体球的核心温度会逐渐升高，热辐射量也随之增大。当输入真空腔的微波输入功率达到超过5KW的时候，虽然能提升CVD金刚石的生长速度，但也会产生两个不利的影响：1)等离子体球产生的热辐射容易对传统的微波窗口材料造成热损伤，严重的时候会导致微波窗口强度降低，甚至被破坏，从而失去了真空密封的作用；2)强烈的等离子体球会刻蚀微波窗口材料，产生杂质而混入CVD金刚石中，降低了CVD金刚石的纯度。因此，这种微波窗口(以二氧化硅为例)最大所能承受的微波输入功率为5.0-6.0KW。如果要进一步提高微波输入的最大功率，提升微波窗口的抗热辐射能力是关键。

参考文献：

【1】吕庆敖，邬钦崇，微波等离子体CVD装置中的微波模式转换器2的模式研究，真空电子技术，1997，5：12-15；

【2】满卫东，汪建华，马志斌，等等，微波等离子体化学气相沉积——一种制备金刚石膜的理想方法，真空与低温，2003，1：50-56。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构，自身良好的散热特点，形成一个较低温度的热屏蔽层，避免传统的微波窗口过热，可以大幅度提高微波馈入真空腔的功率值。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种提高微波CVD窗口耐热性的复合窗口结构，包括：

真空组件及固接于所述真空组件上的复合窗口组件；

所述真空组件包括多个金属反射挡板及用于封盖金属反射挡板，多个所述金属反射挡板构成一密封腔室，所述密封腔室的上端通过端盖进行密封，所述金属反射挡板上一体式连接于平面板，所述平面板上开设有微波孔；

所述复合窗口组件包括固定于所述平面板上的第一窗口件及固接于所述平面板远离第一窗口件一端面上的第二窗口件，所述第一窗口件与所述第二窗口件平行且间隔设置。

优选的，所述第一窗口件为二氧化硅材料，所述二氧化硅材料为石英材料。

优选的，所述第二窗口件为导热材料，所述导热材料为CVD金刚石厚膜。