DM-CVD（升级型）石英管式微波等离子体装置性能简介DM-CVD型石英管式微波等离子体装置，是由微（微波）、空（真空）、水（水冷）、电（电控）、机（机械结构）等5大体系协调一致，构成一个有机整体。整机性能优良，美观大气。1．微波系统 1）科技产品要以人为本。其它厂家的同类产品有微波泄漏现象，尽管泄漏剂量没有超标，不排除个别场点接近临界。产品的直接使用者是专家教授，是大学生，是肩负强国使命的科技精英，保障他们的人身安全和健康是仪器制造商义不容辞的职责。为此本厂投入大量人力财力，运用波导抗流技术解决微波泄漏问题，获得圆满成功——DM-CVD产品实现微波零泄漏。2）本厂在治理泄漏的同时着力提高微波系统的工效，结构创新有大的举措，将谐振腔波导和阻抗匹配波导合为一体，大幅度改善了整机性能。三螺钉、反射板调节响应好，谐振腔起辉阈值低，等离子炬保持能力强。2．真空系统 1）DM-CVD的真空系统通过优化管路结构、改进密封措施以后，硬管走线简捷工整，软管联接距离短。本措施使DM-CVD在不增大真空泵功率的前提下，有能力吸纳更大流量的工作气体，排放更大流量的反应尾气，提高镀膜、刻蚀功效。 2）DM-CVD的真空系统配有3路工作气体入口，其中2路直达反应室，第3路供用户自主联接，灵活多变，适应各种不同实验和加工的配气要求。 3）DM-CVD的真空系统配有尾气滤清净化装置，确保人员安全，环境优雅。3．水冷系统 1）DM-CVD的水冷系统含GX制冷机、大流量增压泵、大容量储水箱（50升），外装智能温控表、管式液位计，提供了充足、方便、安全、节水的冷却水源。 2）波导谐振腔的水套采用对旋双环流水道，显著改善了冷却效果（同类厂家是单侧注入排出式，另一侧的积水几乎不参与循环，不仅冷却效果差，而且极易造成热水潴留，埋下隐患）。 3）样品台支杆采用粗直径夹层套，流量大、冷却效率高，避免密封圈受热，也突破了整个水冷系统中的阻滞瓶颈；更进一步，样品台也通水冷却，做到了创新（同类厂家只有细套冷却，有的干脆不通水）。4．电控系统 1）本机采用继电控制系统，启停调节安全有序，工况指示仪表齐全、准确醒目，面板排列工整美观，外接端口规整方便。 2）如果在缺水状态下开启微波系统，设备会拒绝接通高压电路，并且发出声光报警信号，直到操作者将冷却水系统的故障排除，方能正常启动。 3）本机接地电路设计合理，避免了其它厂家重复搭铁、隔离搭铁等权宜措施，使机况稳定，运行安全。5．机械结构 1）主机和冷水机分两体制造。主机适合桌面摆放，冷水机有万向轮，适合落地摆放。好处有2：①两体式重量分散，方便搬运、方便摆放，便于室内空间综合利用，便于冷水机与其它设备共享，总效果优于其它厂家的一体高柜式结构。②主机摆放在普通桌面上，波导光学窗、仪表、各种调节部件高度适中便于观察调节，避免了其它厂家（高立柜式）的控制面板和波导系统高高在上、遥不可及、调节观察均不方便的弊端。③由于妥善理顺了电路搭铁问题，波导系统才可以紧固在主机顶部，稳定可靠，美观大气；机顶盒容纳高压部件及线路，安全、便捷、抗干扰。 2）反应室内的样品台高度可调，调节机构巧妙灵活，豪华大气，好看又好用。可调行程宽裕，下止点略低于波导下平面，便于用足反应室空间；上止点可达上法兰与上水套接口处，便于实验完毕轻松取出样品而不必拆卸反应室。其它厂家无此部件，从而也无此方便。 3）考虑到用户室内空间并不宽裕，DM-CVD尽力做到机内结构紧凑合理，以减小整机体积，使之与用户室内布局和原有实验台匹配相容，成为一款浓缩的精品，摒弃了其它厂家为突显高价位而膨胀体积和高度（高立柜式）的经营理念。多功能微波等离子体实验装置一、引言目前，等离子技术在世界范围内广泛使用，例如等离子体热喷涂，等离子体切割，等离子体刻蚀高精度集成电路板，等离子体改性，等离子体镀膜等，而且全世界仍然在投入大量的人力物力对等离子体技术进行开发和研究，俄罗斯正在紧锣密鼓研制的第五代新型战斗机就是采用等离子体发生装置对战斗机加以隐形，利用等离子体沉积生长的金刚石薄膜是理想的红外窗口材料或保护涂层。毋庸置疑，随着科技的进步，等离子体技术将有更广阔的应用前景。[1]在科学技术发达的国家，许多大学都设有等离子体物理课程，并培养了数以千计的博士和相当博士学位的高级人才，在我国，直到不久前，等离子体物理人才还主要集中在少数研究所中，并且偏重于核聚变高温等离子体的研究。近年来，随着低温等离子体技术和工艺在材料加工及表面改性、薄膜制备、化工冶金等方面愈来愈多的应用，以及一些原来从事高温等离子体物理研究的人才转入高校没，不少工科院校核大学物理系都开始讲授或准备讲授等离子体物理课程，以开展各种应用研究。多功能等离子体实验装置正是在这种背景下，顺应等离子体技术在我国的广泛应用和研究，以满足广大高校和科研院所对亟待解决的高质量低价格实验装置的要求。二、结构与工作原理2.1相关定义[2]1808年，随着Sir Humphry Davy对稳态直流弧光放电的发展，开始了对等离干体的科学研究,随后在19世纪30年代，Michael Faraday和其他一些科学家，研制出了高压百流放电管。1879年，Sir William Crookes把等离子体划为物质第四态。按这个观点。当对某一物质从低温开始加热时，从固态逐渐融化变成液态,进而蒸发成气态。后，如果进一步继续加热，温度升高，单个原子将分裂成许多电子和带正电的离子，形成了物质第四态。等离子体这个术语是1928年由Irving Langmuir提出的，含义是离子和电子群的近似电中性的集合体。它可以，也不一定必须包含本底中性气体。它能对电场和磁场作出响应。等离子体可以说无处不在，大到宇亩空间、小到纳米量级的材料。它的应用十分广泛，从到民用，从大工业到居民家庭，到处都可见到它们的踪迹。随着人类对能源需求的不断提高，以及地球上资源的日趋减少、在范围内提高总体能源的消费效益和效能、有效地保护环境，已成为全人类的当务之急，工业等离子体工程对此也将不容置疑地起十分重要的作用。例如，被认为将是21世纪伟大的科技进展的核聚变堆的商业应用，与等离子体科学技术密切相关，现核聚变堆已进人工程试验堆阶段。由于信息革命正处于飞速发展的阶段。等离子体科技工作者正面临着一个难得的机遇与重大的挑战，更向的要求不断提出。例如，新的超大规模集成电路的生产，希望在直径12—15英寸的晶片上制作线宽小于0.1微米的集成块，这对于大直径、高密度、均匀工业等离子体的产生与控制，以及新的集成块的制作方法无疑是一个重大的挑战。这样的实例不胜枚举。2.2微波产生的等离子体对微波产生的等离子体的研究，是从第二次世界大战后开始的．由于无线电探测和测距(雷达)，以及对通信系统的研究，高功率微波源已实用化．出现了各种各样的干瓦级微波源、能稳态或脉冲运用．微波等离子体的早期工作是在麻省理工学院(MIT)的电子学研究家、纽约Polytechnic大学相加州大学Berkely分校进行的．多数微波等离子体研究有明确的目的：把雷达系统的探测范围从诲平面扩大到高海拔和低气压．有些则为了利用其独特性能。微波产生的等离子体比直流(Dc)或射频(RF)等离子体有更高的电子温度，典型值为5~15(ev)，而后者只有1~2ev。如果微波功率为千瓦级，微波等离子体中的电子密度pJ接近由电子等离子体频率所确定的临界密度．微波放电的典型应用频率为2．45GHz，该密度等于7×1016电子数／米3．微波等离子体可以在很宽的气体压强范围内产生，一般可从大气压强到某些ECR(电子回旋谐振)微波放电的10-6Torr，非磁化微波放电通常工作气压从10mTorr到—个大气压，而磁化的ECR微波放电一般工作在10mTorr到10μTorr的较低气压．由于微波放电有更高的电子温度和低的工作压强，因而能比直流或射频放电提供更高的电离度和离解度，在许多等离子体化学应用中，这是一个很重要的优点．微波等离子体无高电压鞘层及伴随的离子壁溅射，微波放电时没有内部电极，降低了电极材料溅射对等离子体的污染；后，微波放电能在比直流或高频放电更宽的气体压强范围内稳定工作．微波产生的等离子体已有许多工业应用，特别是80年代初以来，发展更迅速．微波等离子体广”泛地用作紫外和可见光范围内的连续稻射和线光谱辐射源，还用作与等离子体相关的活性粒子。如离子，自由基，激发态原干以及离解中性粒子等的激发源．微波放电用来提供发射激光的媒质以及泵浦激光．微波放电也用在受控核聚变实验的启动阶段以产生稳态的高密度等离子体，经约束和加热，达到聚变所需要的条件．自1980年以来，微波等离子体在工业等离子体生产方面的用途日益增多。在连续气流等离子体化学反应器和微电子ECR等离子体加工方面尤其如此．三、实验效果实验中采用2.45GHz微波功率源，真空反应室为一直径50mm的石英管腔体，采用空气作为刻蚀气源，刻蚀由金属钛作为掩模的普通玻璃，玻璃上事先已经镀上一层石墨，该装置在空气等离子体只工作5分钟的情况下，得到刻蚀完全透明，掩模边界十分清晰的样品。另外采用甲醇和氢气在1:1，工作压强5～6KPa,阳极电流100mA的情况下工作2小时，生长出致密、晶形完好的金刚石薄膜。
