專利名稱：中空式陰極放電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陰極放電裝置，特別涉及一種應(yīng)用于產(chǎn)生低溫電 漿線束的中空式陰極放電裝置。
背景技術(shù)：
中空式陰極放電(Hollow Cathode Discharge, HCD)原理為用于產(chǎn) 生低溫電漿的常用技術(shù)。如圖1所示，傳統(tǒng)中空式陰極放電裝置1是 由一個(gè)中空陽極電極11包覆一個(gè)中空陰極電極13構(gòu)成，該中空陰極 電極13與一個(gè)高頻電源產(chǎn)生器(例如一個(gè)頻率為13. 56MHz的高頻功率 產(chǎn)生器)15連接，并以氧化鋁陶瓷絕緣管17與中空陽極電極11絕緣隔 開。產(chǎn)生電漿所需的反應(yīng)氣體(例如氬氣、氦氣、氮?dú)獾?自外部以絕 緣導(dǎo)氣管18貫穿中空陽極電極11導(dǎo)入中空陰極電極13內(nèi)，由該高頻 電源產(chǎn)生器15施以高頻電源，使游離的電子獲得能量并與反應(yīng)氣體發(fā) 生碰撞。由于中空陰極電極13的幾何形狀拘束，使得游離電子會(huì)在內(nèi) 部震蕩加速并碰撞反應(yīng)氣體產(chǎn)生電離(Ionization)，因而激發(fā)高密度 電漿(Plasma)，并自噴口 (Jet Holes) 19引出形成電漿束(Plasma Jet)，
此電漿束配合不同制造方法需要，可以進(jìn)行不同的應(yīng)用例如表面改質(zhì)、 薄膜沉積等。
因?qū)嶋H應(yīng)用的需要，前述可提供單一電漿束的點(diǎn)狀電漿源可擴(kuò)展 為線狀甚至面狀的電漿源，才能禾汗例如大面積基板的鍍膜制造方法， 一般的做法為將中空式陰極放電裝置水平放置，并結(jié)合多個(gè)獨(dú)立的反 應(yīng)腔室，反應(yīng)腔室設(shè)有電漿引出噴孔，且對(duì)應(yīng)于一個(gè)中空陽極電極的 圓形孔引出電漿，進(jìn)而產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立電漿束，以達(dá)到利于沉積薄膜的 目的，如歐洲第EP08828165號(hào)專利即公開相關(guān)技術(shù)。
歐洲第EP08828165號(hào)專利公開一種用于產(chǎn)生多個(gè)低溫電漿束的設(shè) 備，如圖2所示的設(shè)備2是由一個(gè)中空陽極電極21絕緣包覆一個(gè)相間 隔且呈管狀的中空陰極電極22構(gòu)成，該中空陰極電極22用以連接一
個(gè)高頻電源產(chǎn)生器以施加高頻電源，且以多個(gè)隔板23區(qū)隔為多個(gè)獨(dú)立 的環(huán)狀反應(yīng)腔室24，并同軸貫穿一個(gè)與該中空陽極電極21保持絕緣的
氣體傳輸管25，以由氣體導(dǎo)入管252導(dǎo)入產(chǎn)生電漿所需的反應(yīng)氣體至 各該環(huán)狀反應(yīng)腔室24。該氣體傳輸管25于對(duì)應(yīng)各該環(huán)狀反應(yīng)腔室24 均設(shè)有一氣孔251，而該中空陰極電極22及中空陽極電極21則分別設(shè) 有對(duì)應(yīng)的陰極開口 221與陽極噴口 211，故由各該環(huán)狀反應(yīng)腔室24的 幾何形狀拘束，可使得游離電子在內(nèi)部震蕩而激發(fā)高密度電漿并自陽 極噴口 211引出形成多數(shù)獨(dú)立的電漿束26，從而供用于沉積薄膜。
由于各個(gè)獨(dú)立的環(huán)狀反應(yīng)腔室24相互間由隔板23區(qū)隔開，提供 的多個(gè)連續(xù)間隔的點(diǎn)狀電漿束26，在每一獨(dú)立電漿束26電漿密度極高 的情況下，意味著對(duì)應(yīng)該處所進(jìn)行薄膜沉積的速率較高，而相鄰二電 漿束26之間的薄膜沉積速率較低，其間的差異甚大。為了得到均勻沉 積的薄膜，所以應(yīng)用時(shí)必須盡量使基板27遠(yuǎn)離陽極噴口 211，以通過 較長距離d的延伸使得電漿密度均化形成近似于線狀的輸出，如此雖 然可提升鍍模厚度的均勻效果，但其電漿密度亦將降低許多，因而使 鍍膜的沉積速率下降。
如圖2及圖3所示，由于各該環(huán)狀反應(yīng)腔室24對(duì)應(yīng)輸入反應(yīng)氣體 的氣體傳輸管25的單一氣孔251，因應(yīng)下方有真空腔室的真空吸力吸 引電漿流出時(shí)，當(dāng)制作或組立發(fā)生氣孔偏向單側(cè)情形，會(huì)造成環(huán)狀反 應(yīng)腔室24內(nèi)的反應(yīng)氣體無法理想地對(duì)稱均勻分布。
同時(shí)，由于該氣體傳輸管25配置貫穿中空陰極電極22的中心處， 當(dāng)該氣體傳輸管25的內(nèi)徑增大時(shí)，環(huán)狀反應(yīng)腔室24隨之變小，使得 氣體不對(duì)稱分布情形更驅(qū)明顯，因此該氣體傳輸管25的內(nèi)徑必然受到 限制且較小，如欲增長裝置整體的軸向長度時(shí)，由于細(xì)長比太大導(dǎo)致 該氣體傳輸管25的氣導(dǎo)(Conductance)降低，使得反應(yīng)氣體無法均勻 分布于細(xì)長的氣體傳輸管25中，加上各該環(huán)狀反應(yīng)腔室24均獨(dú)立配 置的緣故，因此進(jìn)入各該環(huán)狀反應(yīng)腔室24間不均勻的反應(yīng)氣體，直接 影響了所對(duì)應(yīng)環(huán)狀反應(yīng)腔室24間的電漿密度差異，亦即當(dāng)其整體的軸 向長度愈長時(shí)，裝置軸向的電漿密度將會(huì)隨之變成非常不均勻，因此 難以滿足大面積薄膜的沉積需求。
有鑒于前述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，如何提供一種裝置軸向大尺寸化應(yīng)
用的中空式陰極放電裝置，使反應(yīng)氣體均勻分布，以產(chǎn)生高密度與均 勻度的電漿線束，進(jìn)而克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，乃成為目前業(yè)界 亟待克服的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的一目的在于提供一種使 反應(yīng)氣體均勻分布的中空式陰極放電裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有高氣導(dǎo)特性以利于裝置軸向 大尺寸化應(yīng)用的中空式陰極放電裝置。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種可產(chǎn)生電漿線束的中空式陰極放 電裝置。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種可產(chǎn)生高均勻度與高密度電漿的 中空式陰極放電裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種中空式陰極放電裝置，其包括 中空陽極電極，具有第一腔室、及連通該第一腔室的多個(gè)陽極開孔； 中空陰極電極，其與該中空陽極電極保持絕緣地固定于該第一腔室中， 且具有第二腔室、及連通該第二腔室并對(duì)應(yīng)于各該陽極開孔的多個(gè)陰
極開孔；以及氣體分配管，固定于該第二腔室中并連通至中空陽極電 極外部以供導(dǎo)入反應(yīng)氣體，且與該中空陰極電極之間圍成一沿其軸向 繞經(jīng)各該陰極開孔的螺旋信道，以通過該螺旋通道形成多個(gè)連續(xù)且相 連通的反應(yīng)腔室，并設(shè)有供導(dǎo)入反應(yīng)氣體至各該反應(yīng)腔室的氣體分流 孔。
前述的中空式陰極放電裝置中，該氣體分配管可為一偏心管，且 其偏心方向可遠(yuǎn)離各該陰極開孔；該氣體分配管可設(shè)有對(duì)應(yīng)該反應(yīng)腔 室且沿軸向排列的偶數(shù)個(gè)氣體分流孔，較佳地，偶數(shù)個(gè)氣體分流孔可 朝不同方向?qū)ΨQ配置，造成氣體于反應(yīng)腔室內(nèi)對(duì)流效果；另外，該氣 體分配管兩端可分別接通一絕緣導(dǎo)氣管貫穿至該中空陽極電極外部， 以供自兩端同時(shí)導(dǎo)入反應(yīng)氣體。于一較佳實(shí)施例中，該氣體分配管可 具有一外螺旋部，以通過該外螺旋部而與該中空陰極電極之間圍成該 螺旋通道；于另一較佳實(shí)施例中，該中空陰極電極則可具有一內(nèi)螺旋 部，以通過該內(nèi)螺旋部而與該氣體分配管之間圍限成該螺旋通道。
多個(gè)陽極開孔及陰極開孔可對(duì)應(yīng)各該反應(yīng)腔室而沿軸向間隔排 列，于一較佳實(shí)施例中，各該反應(yīng)腔室可對(duì)應(yīng)左、右兩個(gè)由軸心朝不 同方向輻射的陰極開孔及陽極開孔，且多個(gè)陰極開孔及陽極開孔對(duì)應(yīng) 各該反應(yīng)腔室而沿軸向左、右交錯(cuò)間隔排列。較佳地，該陰極開孔及 陽極開孔均可呈長條形斷面。
該中空陽極電極還可設(shè)有貫穿至該第一腔室的絕緣管，以穿過該 絕緣管內(nèi)徑對(duì)外接通高頻電源陰極至該中空陰極電極；該中空陽極電 極可設(shè)有分別位于該第一腔室兩端的二個(gè)絕緣定位柱，以通過二該絕 緣定位柱固定該中空陰極電極位置并保持絕緣；該中空陰極電極可由
一中空陰極管兩端各封閉一端蓋所構(gòu)成，而該絕緣定位柱可固定于該
女而蓋上。
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明運(yùn)用氣體分配管與該中空陰極電極之間 圍成一沿其軸向繞經(jīng)各該陰極開孔的螺旋信道設(shè)計(jì)，使該螺旋通道形 成多個(gè)連續(xù)且相連通的反應(yīng)腔室，利用軸向排列的各該氣體分流孔導(dǎo) 入反應(yīng)氣體至各該反應(yīng)腔室，因?yàn)楦髟摲磻?yīng)腔室相連通而具有氣體在
軸向的均化效果；再者，氣體分流孔的配置在反應(yīng)腔室產(chǎn)生對(duì)流效果， 結(jié)合該氣體分配管的偏心設(shè)計(jì)，形成偏心的反應(yīng)腔室，增加反應(yīng)氣體 在反應(yīng)腔室中的停留時(shí)間(Residence Time)與均勻性，因此可獲得高
均勻度與高密度的電漿。同時(shí)，通過偏心反應(yīng)腔室的設(shè)計(jì)，使得該氣 體分配管的內(nèi)徑可增大而具有高氣導(dǎo)特性，不僅使反應(yīng)氣體的傳輸容 易且擴(kuò)散均勻性高，更因此而利于裝置軸向增長的大尺寸化(Scale up)
應(yīng)用。另外，結(jié)合陽極開孔與陰極開孔的形狀及配置關(guān)系設(shè)計(jì)，可產(chǎn) 生高均勻度與高密度的電漿線束。由此可知，本發(fā)明已克服現(xiàn)有技術(shù) 的缺陷，實(shí)具高度的產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值與進(jìn)步性。


圖1顯示傳統(tǒng)中空式陰極放電裝置的架構(gòu)示意圖； 圖2顯示歐洲第EP08828165號(hào)專利用于產(chǎn)生多個(gè)低溫電漿束的裝 置側(cè)剖示意圖3顯示歐洲第EP08828165號(hào)專利用于產(chǎn)生多個(gè)低溫電漿束的裝 置截面示意圖4顯示本發(fā)明中空式陰極放電裝置的側(cè)剖面示意圖5顯示本發(fā)明中空式陰極放電裝置的沿圖4的A-A剖線斷面示意
圖6顯示本發(fā)明中空式陰極放電裝置的底視圖；以及
圖7顯示本發(fā)明中空式陰極放電裝置的氣體分配管示意圖。
附圖標(biāo)記說明
1傳統(tǒng)中空式陰極放電裝置
11中空陽極電極
13中空陰極電極
15高頻電源產(chǎn)生器
17絕緣管
18絕緣導(dǎo)氣管
19噴口
2設(shè)備
21中空陽極電極
211陽極噴口
22中空陰極電極
221陰極開口
23隔板
24環(huán)狀反應(yīng)腔室
25氣體傳輸管
251氣孔
252氣體導(dǎo)入管
26電漿束
27基板
3中空陽極電極
30第一腔室
31陽極開孔
33絕緣管
35絕緣定位柱
4 中空陰極電極
40 第二腔室
41 中空陰極管
411 陰極開孔
43 端蓋
45 絕緣導(dǎo)氣管
5 氣體分配管 51 外螺旋部 53 氣體分流孔 55 螺旋通道 55 1 反應(yīng)腔室
具體實(shí)施例方式
以下配合

本發(fā)明的具體實(shí)施例，以使所屬技術(shù)中具有通 常知識(shí)者可輕易地了解本發(fā)明的技術(shù)特征與達(dá)成功效。
如圖4所示，本發(fā)明提供一種中空式陰極放電裝置，其包括中 空陽極電極3，具有第一腔室30、及連通該第一腔室30的多個(gè)陽極開 孔31;中空陰極電極4，其與該中空陽極電極3保持絕緣地固定于該 第一腔室30中，且具有第二腔室40、及連通該第二腔室40并對(duì)應(yīng)于 各該陽極開孔31的多個(gè)陰極開孔411;以及氣體分配管5，固定于該 第二腔室40中并以絕緣導(dǎo)氣管45連通至中空陽極電極3外部以供自 兩側(cè)導(dǎo)入反應(yīng)氣體，且與該中空陰極電極4之間圍成一沿其軸向繞經(jīng) 各該陰極開孔411的螺旋通道55，以通過該螺旋通道55形成多個(gè)連續(xù) 且相連通的反應(yīng)腔室551,并設(shè)有供導(dǎo)入反應(yīng)氣體至各該反應(yīng)腔室551 的氣體分流孔53，通過彼此相連通的反應(yīng)腔室551使反應(yīng)氣體在軸向 獲得均勻分布并利于裝置軸向增長的大尺寸化應(yīng)用，較現(xiàn)有技術(shù)有進(jìn) 步。
于本實(shí)施例中，使用中空陽極電極3、絕緣固定于該中空陽極電極 3中的中空陰極電極4、以及接通高頻電源陰極至該中空陰極電極4，
以使所導(dǎo)入的反應(yīng)氣體與游離電子發(fā)生碰撞而激發(fā)電漿，其為產(chǎn)生低 溫電漿的技術(shù)原理，亦即有關(guān)于該中空陽極電極3設(shè)有貫穿至該第一
腔室30的絕緣管33，以穿過該絕緣管33對(duì)外接通高頻電源陰極至該 中空陰極電極3，以及該中空陽極電極3設(shè)有分別位于該第一腔室30 兩端的二個(gè)絕緣定位柱35，以通過二該絕緣定位柱35固定該中空陰極 電極4并保持絕緣等細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)，均為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有 通常知識(shí)的技術(shù)人員所能理解并據(jù)以實(shí)施，在此不再贅述，將進(jìn)一步 詳細(xì)說明有關(guān)中空陽極電極3、中空陰極電極4、以及氣體分配管5的 其它技術(shù)方案如下。
請(qǐng)結(jié)合參閱圖4、圖5、及圖6所示，該中空陽極電極3具有例如 呈圓形斷面的第一腔室30，且于底部設(shè)有沿其軸向間隔排列且連通該 第一腔室30的多個(gè)陽極開孔31。于本實(shí)施例中，多個(gè)陽極開孔31排 成對(duì)稱軸向中心線的兩列，即對(duì)應(yīng)每一反應(yīng)腔室551具有左、右兩個(gè) 由軸心朝不同方向輻射的陽極開孔31，且多個(gè)陽極開孔31對(duì)應(yīng)各該反 應(yīng)腔室551而沿軸向左、右交錯(cuò)間隔排列，同時(shí)，該陽極開孔31呈長 條形斷面。
通過長條形斷面的陽極開孔31設(shè)計(jì)，可使引出對(duì)應(yīng)反應(yīng)腔室551 內(nèi)的高密度電漿形成線狀的電漿線束，而非現(xiàn)有技術(shù)的點(diǎn)狀電漿束， 故可在保持高沉積速率下，提供沉積厚度均勻的薄膜。
該中空陰極電極4具有例如呈圓形斷面的第二腔室40，且于底部 設(shè)有沿其軸向間隔排列且連通該第二腔室40的多個(gè)陰極開孔411。于 本實(shí)施例中，該中空陰極電極4是由一中空陰極管41兩端各封閉一端 蓋43構(gòu)成，而該絕緣定位柱35固定至該端蓋43上，且兩端蓋43上 并分別固定有接通至氣體分配管5兩端且貫穿至該中空陽極電極3外 部的絕緣導(dǎo)氣管45，以供自兩端同時(shí)導(dǎo)入反應(yīng)氣體。
于本實(shí)施例中，多個(gè)陰極開孔411同樣排成兩列，即對(duì)應(yīng)每一反 應(yīng)腔室551具有左、右兩個(gè)由軸心朝不同方向輻射的陰極開孔411，且 多個(gè)陰極開孔411對(duì)應(yīng)各該反應(yīng)腔室551而沿軸向左、右交錯(cuò)間隔排 列，同時(shí)，各該陰極開孔411對(duì)應(yīng)于各該陽極開孔31，且亦呈長條形 斷面。
該氣體分配管5為密閉的固定于該中空陰極電極4的第二腔室40 中，其兩端分別接通一貫穿至該中空陽極電極3外部的絕緣導(dǎo)氣管45， 以供自兩端同時(shí)導(dǎo)入反應(yīng)氣體。于本實(shí)施例中，該氣體分配管5具有
一沿其軸向繞經(jīng)各該陰極開孔411的外螺旋部51，以通過該外螺旋部
51而與該中空陰極電極4之間圍成一螺旋通道55，并通過該螺旋通道 55形成多個(gè)連續(xù)且相連通的反應(yīng)腔室551分別對(duì)應(yīng)于各該陰極開孔 411，另該氣體分配管5并設(shè)有連通以供導(dǎo)入反應(yīng)氣體至各該反應(yīng)腔室 551的氣體分流孔53。
通過該氣體分配管5的兩端同時(shí)導(dǎo)入反應(yīng)氣體，利用軸向排列的 各該氣體分流孔53將反應(yīng)氣體送至各該反應(yīng)腔室551，利用彼此相連 通的反應(yīng)腔室551使反應(yīng)氣體充分均勻分布至各該反應(yīng)腔室551。請(qǐng)配 合參閱圖5及圖7所示，于本實(shí)施例中，該氣體分配管5為一偏心管， 且其偏心方向鄰近各該氣體分流孔53而遠(yuǎn)離各該陰極開孔411,同時(shí)， 該氣體分配管5設(shè)有對(duì)應(yīng)每一反應(yīng)腔室551且沿軸向排列的偶數(shù)個(gè)氣 體分流孔53，并且偶數(shù)個(gè)氣體分流孔53朝不同方向?qū)ΨQ配置。
當(dāng)反應(yīng)氣體經(jīng)由氣體分流孔53導(dǎo)入各該反應(yīng)腔室551后，通過不 同方向的氣體流動(dòng)所產(chǎn)生的對(duì)流擴(kuò)散作用，可以增加反應(yīng)腔室551內(nèi) 反應(yīng)氣體的均勻度及停留時(shí)間，此意味著反應(yīng)氣體完全解離成為電漿 的比例增加，亦即是可以較現(xiàn)有技術(shù)獲得更高的電漿密度。同時(shí)，由 于偏心反應(yīng)腔室的設(shè)計(jì)，使該氣體分配管5的孔徑可加大而具有高氣 導(dǎo)特性，從而使反應(yīng)氣體的傳輸容易且擴(kuò)散均勻性高，故適合應(yīng)用裝 置的軸向長度增長時(shí)的大尺寸化應(yīng)用，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
雖然于本實(shí)施例中是以偏心管為例說明該氣體分配管5，但是該氣 體分配管5使因該氣體分配管5設(shè)有外螺紋部51與該中空陰極電極4 之間形成螺旋通道的設(shè)計(jì)，使得各該反應(yīng)腔室511相互連通，當(dāng)引出 電漿時(shí)已可獲得高密度與高均勻度的電漿線束，并可加大該氣體分配 管5的孔徑而利于大尺寸的應(yīng)用。因此，即使于其它實(shí)施例中以同心 管為例，亦無礙于實(shí)現(xiàn)前述上述技術(shù)效果，亦即該氣體分配管5絕非 僅以本實(shí)施例所示的偏心管為限，此等偏心管或同心管的變化應(yīng)為本 發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)的技術(shù)人員所能理解并據(jù)以實(shí)施， 故不再結(jié)合實(shí)施例圖示另行贅述。
同樣地，因應(yīng)前述該螺旋通道55的設(shè)計(jì)與對(duì)應(yīng)技術(shù)效果，即使各 該陰極開孔411與陽極開孔31的形狀與排列形式非根據(jù)本實(shí)施例所 示，而是采用一般圓孔或單純的軸向間隔排列關(guān)系，亦無礙于實(shí)現(xiàn)前
述技術(shù)效果，亦即各該陰極開孔411與陽極開孔31的形狀與排列形式 絕非僅以本實(shí)施例所示為限，此簡化的變化應(yīng)為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域 中具有通常知識(shí)的技術(shù)人員所能理解并據(jù)以實(shí)施，亦不再結(jié)合實(shí)施例 圖示另行贅述。
另外，結(jié)合本實(shí)施例所采偶數(shù)個(gè)氣體分流孔53，且偶數(shù)個(gè)氣體分 流孔53朝不同方向?qū)ΨQ配置的設(shè)計(jì)，為提升強(qiáng)制對(duì)流的作用，即使僅 開設(shè)一個(gè)氣體分流孔53亦可發(fā)揮足夠的強(qiáng)制對(duì)流與增加反應(yīng)腔室551 內(nèi)反應(yīng)氣體的均勻度的作用，因此該氣體分流孔53的數(shù)量與配置方向 也不僅以本實(shí)施例所示為限。
再者，雖然本實(shí)施例中是以該氣體分配管5外部設(shè)有外螺紋部51 以構(gòu)成該螺旋通道55為例，但是在其它較佳實(shí)施例中，亦可改為該中 空陰極電極4具有一內(nèi)螺旋部，以通過該內(nèi)螺旋部而與該氣體分配管5 之間圍成該螺旋通道。此等相對(duì)性的變化應(yīng)為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中 具有通常知識(shí)的技術(shù)人員所能理解并據(jù)以實(shí)施者，亦不再結(jié)合實(shí)施例 圖式另行贅述。
綜上所述，本發(fā)明運(yùn)用氣體分配管與該中空陰極電極之間圍成一 沿其軸向繞經(jīng)各該陰極開孔的螺旋信道設(shè)計(jì)，使該螺旋通道形成多個(gè) 連續(xù)且相連通的反應(yīng)腔室，因?yàn)楦髟摲磻?yīng)腔室相連通，而具有軸向的 氣體均化效果，結(jié)合該氣體分配螺旋管采用偏心管的設(shè)計(jì)，形成偏心 反應(yīng)腔室，同時(shí)利用成對(duì)氣體分流孔自不同方向?qū)敕磻?yīng)氣體至各該 反應(yīng)腔室產(chǎn)生對(duì)流效果以及增加反應(yīng)氣體在反應(yīng)腔室的停留時(shí)間與均 勻性，因此可獲得較高均勻度與高密度的電漿。再則，該氣體分配管 因偏心反應(yīng)腔室的結(jié)構(gòu)，可增大其內(nèi)徑而使具有高氣導(dǎo)特性，不僅使 反應(yīng)氣體的傳輸容易且擴(kuò)散均勻性高，更因此有利于裝置在軸向增長 時(shí)的大尺寸化(Scale up)應(yīng)用。另外，結(jié)合陽極開孔與陰極開孔的形 狀及配置關(guān)系設(shè)計(jì)，可產(chǎn)生高均勻度與高密度的條狀電漿線束，能夠 克服現(xiàn)有技術(shù)中點(diǎn)狀電漿束的缺點(diǎn)。
上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制 本發(fā)明。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)的技術(shù)人員均可在不違背 本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改與改變。因此，本發(fā) 明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如前述的權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
1一種中空式陰極放電裝置，其特征在于，包括中空陽極電極，具有第一腔室、及連通該第一腔室的多個(gè)陽極開孔；中空陰極電極，其與該中空陽極電極保持絕緣地固定于該第一腔室中，且具有第二腔室、及連通該第二腔室并對(duì)應(yīng)于各該陽極開孔的多個(gè)陰極開孔；以及氣體分配管，固定于該第二腔室中并連通至中空陽極電極外部以供導(dǎo)入反應(yīng)氣體，且與該中空陰極電極之間圍成一沿其軸向繞經(jīng)各該陰極開孔的螺旋信道，以通過該螺旋通道形成多個(gè)連續(xù)且相連通的反應(yīng)腔室，并設(shè)有連通以供導(dǎo)入反應(yīng)氣體至各該反應(yīng)腔室的氣體分流孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空式陰極放電裝置，其特征在于，該 氣體分配管具有一外螺旋部，以通過該外螺旋部而與該中空陰極電極 之間圍成該螺旋通道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空式陰極放電裝置，其特征在于，該 中空陰極電極具有一內(nèi)螺旋部，以通過該內(nèi)螺旋部而與該氣體分配管 之間圍成該螺旋通道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的中空式陰極放電裝置，其特征在 于，該氣體分配管為一偏心管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空式陰極放電裝置，其特征在于，該 氣體分配管為一偏心管，且偏心方向鄰近各該氣體分流孔而遠(yuǎn)離各該
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空式陰極放電裝置，其特征在于，該 氣體分配管設(shè)有對(duì)應(yīng)該反應(yīng)腔室且沿軸向排列的偶數(shù)個(gè)氣體分流孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的中空式陰極放電裝置，其特征在于，偶 數(shù)個(gè)氣體分流孔朝不同方向?qū)ΨQ配置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空式陰極放電裝置，其特征在于，該 氣體分配管兩端分別接通一絕緣導(dǎo)氣管貫穿至該中空陽極電極外部， 以供自兩端同時(shí)導(dǎo)入反應(yīng)氣體。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空式陰極放電裝置，其特征在于，多個(gè)陽極開孔及陰極開孔對(duì)應(yīng)各該反應(yīng)腔室而沿軸向間隔排列。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中空式陰極放電裝置，其特征在于，各該反應(yīng)腔室對(duì)應(yīng)左、右兩個(gè)由軸心朝不同方向輻射的陰極開孔及陽 極開孔，且多個(gè)陰極開孔及陽極開孔對(duì)應(yīng)各該反應(yīng)腔室而沿軸向左、 右交錯(cuò)間隔排列。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1、 9或10所述的中空式陰極放電裝置，其特 征在于，該陰極開孔及陽極開孔均呈長條形斷面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中空式陰極放電裝置，其特征在于， 該中空陽極電極還設(shè)有貫穿至該第一腔室的絕緣管，以通過該絕緣管 對(duì)外接通高頻電源陰極至該中空陰極電極。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中空式陰極放電裝置，其特征在于， 該中空陽極電極設(shè)有分別位于該第一腔室兩端的二個(gè)絕緣定位柱，以 通過二該絕緣定位柱固定該中空陰極電極位置并保持絕緣。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中空式陰極放電裝置，其特征在于， 該中空陰極電極是由一中空陰極管兩端各封閉一端蓋構(gòu)成。
全文摘要
一種中空式陰極放電裝置，其包括中空陽極電極、絕緣固定于該中空陽極電極中的中空陰極電極、及固定于該中空陰極電極中的氣體分配管，該中空陽極電極及中空陰極電極分別具有相對(duì)應(yīng)的陽極開孔與陰極開孔，而該氣體分配管與該中空陰極電極之間圍成一沿其軸向繞經(jīng)各該陰極開孔的螺旋信道，以通過該螺旋通道形成多個(gè)連續(xù)且相連通的反應(yīng)腔室，并設(shè)有連通以供導(dǎo)入反應(yīng)氣體至各該反應(yīng)腔室的氣體分流孔。通過彼此相連通的反應(yīng)腔室使反應(yīng)氣體獲得均勻分布有利于裝置軸向長度增長的大尺寸化(Scale up)應(yīng)用，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01J37/32GK101192500SQ20061014946
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日
發(fā)明者杜陳忠, 江銘通, 沈添沐, 董福慶, 鄭欽峰 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院