Свч-плазменный реактор для изготовления синтетического алмазного материала - заявка 2016148886 на патент на изобретение в РФ

1. СВЧ-плазменный реактор для изготовления синтетического алмазного материала посредством химического парофазного осаждения, содержащий:
плазменную камеру, ограничивающую резонатор для поддержки основной СВЧ-резонансной моды, имеющей частоту f основной СВЧ-резонансной моды;
множество источников СВЧ-излучения, связанных с плазменной камерой, для генерации и подачи СВЧ-излучения с суммарной СВЧ-мощностью PT в плазменную камеру;
систему газоходов для подачи технологических газов в плазменную камеру и их отвода из нее; и
подложкодержатель, расположенный в плазменной камере и содержащий опорную поверхность для поддержки подложки, на которой при применении должен осаждаться синтетический алмазный материал,
причем множество источников СВЧ-излучения выполнены с возможностью ввода по меньшей мере 30% суммарной СВЧ-мощности PT в плазменную камеру на частоте f основной СВЧ-резонансной моды, и причем по меньшей мере некоторые из множества источников СВЧ-излучения являются твердотельными источниками СВЧ-излучения.
2. СВЧ-плазменный реактор по п. 1, в котором множество источников СВЧ-излучения выполнены с возможностью ввода по меньшей мере 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% или 95% суммарной СВЧ-мощности PT в плазменную камеру на частоте f основной СВЧ-резонансной моды.
3. СВЧ-плазменный реактор по п. 1 или 2, в котором частота f основной СВЧ-резонансной моды имеет ширину полосы не более чем 10%, 5%, 3%, 1%, 0,5%, 0,3% или 0,2% от среднего значения частоты.
4. СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пунктов, в котором частота f основной СВЧ-резонансной моды ниже, чем 896 МГц, на по меньшей мере 10%, 20%, 30%, 40% или 50%.
5. СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пунктов, в котором твердотельные источники СВЧ-излучения выполнены с возможностью ввода менее чем 50%, 40% или 30%, но по меньшей мере 1%, 2%, 3%, 5%, 10% или 20% суммарной СВЧ-мощности PT в плазменную камеру на одной или более частотах, отличающихся от частоты основной СВЧ-резонансной моды.
6. СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пунктов, в котором по меньшей мере несколько из множества твердотельных источников СВЧ-излучения выполнены, каждый, с возможностью генерации не более чем 10%, 5%, 3% или 2% суммарной СВЧ-мощности PT.
7. СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пунктов, в котором по меньшей мере 30%, 50%, 70% или 100% суммарной СВЧ-мощности PT обеспечивается твердотельными источниками СВЧ-излучения.
8. СВЧ-плазменный реактор по любому из пп. 1-6, в котором по меньшей мере 50%, 60%, 70%, 80%, 90% или 95% суммарной СВЧ-мощности PT, вводимой в плазменную камеру на частоте f основной СВЧ-резонансной моды, обеспечивается магнетронным источником СВЧ-излучения.
9. СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пунктов, в котором с плазменной камерой связаны по меньшей мере 5, 10, 20, 30 или 50 отдельных твердотельных источников СВЧ-излучения.
10. СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пунктов, в котором твердотельные источники СВЧ-излучения являются независимо управляемыми.
11. СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пунктов, в котором твердотельные источники СВЧ-излучения выполнены с возможностью импульсной генерации СВЧ-мощности, вводимой в плазменную камеру.
12. СВЧ-плазменный реактор по п. 11, в котором твердотельные источники СВЧ-излучения выполнены с возможностью импульсной генерации СВЧ-мощности, вводимой в плазменную камеру, с частотой следования импульсов в диапазоне от 10 Гц до 1 МГц, от 100 Гц до 1 МГц или от 1 кГц до 100 кГц.
13. СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пунктов, в котором один или более из твердотельных источников СВЧ-излучения непосредственно связаны с плазменной камерой.
14. СВЧ-плазменный реактор по п. 13, в котором упомянутые твердотельные источники СВЧ-излучения магнитно связаны с плазменной камерой.
15. СВЧ-плазменный реактор по п. 14, в котором упомянутые твердотельные источники СВЧ-излучения связаны с плазменной камерой с использованием коаксиального проходного соединителя, оканчивающегося в виде рамочной антенны.
16. СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пунктов, в котором один или более из твердотельных источников СВЧ-излучения выполнены опосредованно связанными с плазменной камерой через отдельную камеру, при этом один или более из твердотельных источников СВЧ-излучения предварительно объединены в этой отдельной камере, которая связана с плазменной камерой.
17. СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пунктов, в котором резонатор плазменной камеры выполнен с возможностью поддержки резонансной моды TM011 на частоте f основной СВЧ-резонансной моды.
18. СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пунктов, в котором один или более из твердотельных источников СВЧ-излучения выполнены связанными с плазменной камерой через подложкодержатель.
19. СВЧ-плазменный реактор по п. 18, в котором предусмотрено множество подложкодержателей для поддержки множества подложек, на которых должен осаждаться синтетический алмазный материал, и твердотельные источники СВЧ-излучения выполнены связанными с плазменной камерой через множество подложкодержателей.
20. Способ изготовления синтетического алмазного материала с использованием процесса химического парофазного осаждения, включающий следующие этапы:
обеспечивают СВЧ-плазменный реактор по любому предшествующему пункту;
размещают подложку на подложкодержателе;
подают СВЧ-излучение в плазменную камеру;
подают технологические газы в плазменную камеру; и
формируют синтетический алмазный материал на подложке.
Наверх