新型微波等离子体化学沉积装置的数值仿真

作     者：张朝琦 汪启军 罗先炽 ZHANG Chaoqi;WANG Qijun;LUO Xianchi

作者机构：武汉轻工大学机械工程学院武汉430048 

出 版 物：《武汉轻工大学学报》 (Journal of Wuhan Polytechnic University)

年 卷 期：2024年第43卷第3期

页      面：90-98页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：微波等离子体化学气相沉积装置 数值仿真 915 MHz 金刚石 

摘      要：为了解决2.45 GHz微波等离子体化学沉积(MPCVD)装置沉积金刚石面积小、质量低的问题,提出了一款新型915 MHz半球形的MPCVD装置,并使用COMSOL软件对装置的结构进行优化设计。优化结果表明,当薄板与中心轴的距离为70 mm时,顶部电场强度仅为500 V/m,可以有效屏蔽谐振腔顶部次生电场的产生。将气体入口设置在谐振腔顶部时,气流会从基片台上均匀地横向扩散到底部排气孔,保证了反应物在基片台上的均匀分布。腔体底部的调谐机构可将谐振腔内的电场强度维持在4000 V/m以上,以确保金刚石的生长条件。优化设计了同轴天线穿过矩形波导的距离和同轴波导中心到短路活塞的距离,将反射系数S11降低到-8.7 dB。设计的新型915 MHz MPCVD装置可在高功率、高气压条件下沉积大面积、高质量的金刚石薄膜,具有实际应用价值。