[0059]作為一種可實(shí)施方式，等離子體發(fā)生器500為等離子體噴槍。參見圖3和圖4，為本發(fā)明的薄膜沉積設(shè)備中的等離子體噴槍一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。需要說明的是，以下所述的方位詞，如底端、頂端等均以圖3和圖4中的擺放位置為參照。
[0060]如圖3和圖4所示，等離子體噴槍包括放電室510、氣體導(dǎo)入裝置520、第二冷卻裝置530和電感線圈540。其中，放電室510由第一空心管材512圍設(shè)而成，其與反應(yīng)腔室100連通，用于向反應(yīng)腔室100中通入等離子體和反應(yīng)離子；氣體導(dǎo)入裝置520的一端與放電室510連通，工作時(shí)，氣體導(dǎo)入裝置520的另一端與氣源連通，用于向放電室510中導(dǎo)入氣體，導(dǎo)入的氣體通常包括反應(yīng)氣體和等離子體氣體，具體種類視工藝需求而定；第二冷卻裝置530包括第二空心管材532、冷卻劑導(dǎo)入組件534和冷卻劑導(dǎo)出組件536，第二空心管材532圍設(shè)在第一空心管材512的外側(cè)，且第二空心管材532的內(nèi)側(cè)壁與第一空心管材512的外側(cè)壁之間存在第一間隙538，冷卻劑導(dǎo)入組件534和冷卻劑導(dǎo)出組件536均與第一間隙538連通，工作時(shí)，冷卻劑首先從冷卻劑導(dǎo)入組件534流入到第一間隙538，與放電室510的管壁發(fā)生熱量交換，帶走放電室510中產(chǎn)生的部分熱量，然后從冷卻劑導(dǎo)出組件536流出；電感線圈540設(shè)置在第二空心管材532的外側(cè)，可直接纏繞在第二空心管材532的外側(cè)壁上，在工作過程中電感線圈540與射頻電源連通，通過電感耦合產(chǎn)生較大的感應(yīng)電壓，使放電室510中的等離子體氣體放電產(chǎn)生等離子體，較佳地，電感線圈540由銅管制成，匝數(shù)優(yōu)選為3?6膽。
[0061]上述離子體噴槍，在第一空心管材512的周側(cè)設(shè)置第二冷卻裝置530對(duì)放電室510進(jìn)行降溫，有效防止了第一空心管材512由于高溫造成的燒壞或破裂，提高了安全性能，同時(shí)，第二冷卻裝置530還能夠?qū)﹄姼芯€圈540進(jìn)行降溫，從而提高了電感耦合效率；另外，該等離子體噴槍采用電感線圈540進(jìn)行感應(yīng)耦合，避免了電極的使用，降低了材料成本和材料污染；并且，在薄膜沉積工程中，離子流離開噴槍后進(jìn)入反應(yīng)腔室100中所形成的弧柱直徑較大，反應(yīng)物在高溫區(qū)停留時(shí)間長，能夠使反應(yīng)更充分。
[0062]需要說明的是，本發(fā)明中的等離子體氣體是指工藝氣體，在放電室510內(nèi)被電離為等離子體，通常為氬氣或氦氣；反應(yīng)氣體是指工藝過程中實(shí)質(zhì)性發(fā)揮作用的氣體，在放電室510內(nèi)被電離為離子，最終與等離子體一起形成離子流進(jìn)入反應(yīng)腔室100中。
[0063]較佳地，第一空心管材512為氮化硅管或碳化硅管。氮化硅或碳化硅材料本身具有良好的熱導(dǎo)率和優(yōu)異的耐高溫性能，進(jìn)一步提高了等離子體噴槍在使用過程中的穩(wěn)定性，有效避免了由于高溫造成的破裂，進(jìn)而滿足了連續(xù)生產(chǎn)的需要，降低了安全隱患。
[0064]作為優(yōu)選，第一間隙538的大小為Imm?10mm。該間隙范圍內(nèi)，冷卻劑的流通量較大，能夠有效進(jìn)行熱量交換，充分發(fā)揮冷卻劑的冷卻作用。
[0065]當(dāng)?shù)谝豢招墓懿?12為氮化硅或碳化硅時(shí)，綜合材料的導(dǎo)熱系數(shù)、膨脹系數(shù)及等離子體的產(chǎn)生條件，第一空心管材512的內(nèi)徑優(yōu)選為40mm?80mm，厚度優(yōu)選為Imm?3mm，該數(shù)值范圍內(nèi)，第一空心管材512具有更優(yōu)異的耐熱和導(dǎo)熱性能，有效防止了第一空心管材512由于高溫造成的破裂，提高了安全性能。
[0066]第二空心管材532的內(nèi)徑根據(jù)第一空心管材512的內(nèi)徑進(jìn)行設(shè)置，優(yōu)選為48_?90_，第二空心管材532的厚度優(yōu)選為2mm?4_。其中，第二空心管材532優(yōu)選為石英管，其具有較低的價(jià)格和較高的化學(xué)穩(wěn)定性。
[0067]作為一種可實(shí)施方式，本發(fā)明中的氣體導(dǎo)入裝置520包括反應(yīng)氣體導(dǎo)入管522，反應(yīng)氣體導(dǎo)入管522中設(shè)置有用于通入氣體的進(jìn)氣通道5222和用于降低所通入氣體的溫度的冷卻劑流通通道5224，冷卻劑流通通道5224圍繞進(jìn)氣通道5222進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)氣通道5222與放電室510連通。工作時(shí)，在進(jìn)氣通道5222中通入氣體，在冷卻劑流通通道5224中通入冷卻劑，氣體在冷卻劑的冷卻作用下溫度降低，在進(jìn)入放電室510后能夠降低放電室510中的溫度，進(jìn)一步防止了第一空心管材512由于高溫造成的損壞；同時(shí)，冷卻劑流通通道5224中的冷卻劑避免了反應(yīng)氣體導(dǎo)入管522本身在高溫下的損害，保證了氣體的順利導(dǎo)入。本發(fā)明中，進(jìn)氣通道5222 —般用于通入反應(yīng)氣體。
[0068]較優(yōu)地，冷卻劑流通通道5224包括相互連通的第一冷卻通道5226和第二冷卻通道5228 ;第一冷卻通道5226、第二冷卻通道5228與進(jìn)氣通道5222同軸設(shè)置，第一冷卻通道5226圍設(shè)在進(jìn)氣通道5222的外側(cè)，第二冷卻通道5228圍設(shè)在第一冷卻通道5226的外側(cè)；第一冷卻通道5226上設(shè)置有冷卻劑入口，第二冷卻通道5228上設(shè)置有冷卻劑出口。該實(shí)施例中，通過兩層冷卻通道的設(shè)置，增加了冷卻劑在通道中的流通時(shí)間，延長了冷卻劑的流通路徑，從而提高了冷卻效率，有效防止了溫度過高造成的氣體導(dǎo)入裝置520的損害；同時(shí)，在緊鄰進(jìn)氣通道5222的第一冷卻通道5226上設(shè)置冷卻劑入口，在外側(cè)的第二冷卻通道5228上設(shè)置冷卻劑出口，該方式不僅能夠提高冷卻劑對(duì)進(jìn)氣通道5222中氣體的冷卻效果，而且有效降低了冷卻劑與外界環(huán)境發(fā)生的熱交換，從而提高了冷卻劑的有效熱量交換率。
[0069]需要說明的是，上述的冷卻劑流通通道5224不局限于第一冷卻通道5226和第二冷卻通道5228，在其他實(shí)施例中，還可以包含更多個(gè)冷卻通道。
[0070]更優(yōu)地，第一冷卻通道5226的橫截面積與進(jìn)氣通道5222的橫截面積之比為2:1?4:1。該方式中，冷卻劑能夠充分與進(jìn)氣通道5222中的反應(yīng)氣體進(jìn)行熱量交換，使反應(yīng)氣體進(jìn)入放電室510時(shí)具有較低的溫度，利于放電室510的保護(hù)及電離速率的控制。進(jìn)一步地，第一冷卻通道5226的橫截面積與第二冷卻通道5228的橫截面積相等。該方式便于冷卻劑流速的控制，增強(qiáng)了整體降溫效果的均勻性。
[0071]作為一種可實(shí)施方式，氣體導(dǎo)入裝置520還包括等離子體氣體導(dǎo)入組件524，等離子體氣體導(dǎo)入組件524上設(shè)置有徑向?qū)饪?5242和切向?qū)饪?5244，徑向?qū)饪?5242和切向?qū)饪?5244均與放電室510連通，等離子體氣體通過徑向?qū)饪?5242和切向?qū)饪?244進(jìn)入到放電室510。其中，等離子體氣體在徑向?qū)饪?5242中為直線運(yùn)行，運(yùn)行方向與徑向(第一空心管材110的徑向)平行；等離子體氣體在切向?qū)饪?5244中為螺旋線(正螺旋或反螺旋)運(yùn)行，運(yùn)行方向與徑向呈一定角度，優(yōu)選為30°?90°。本實(shí)施例中通入的等離子體氣體會(huì)對(duì)第一空心管材512起到冷卻和保護(hù)作用；同時(shí)，本實(shí)施例采用徑向進(jìn)氣和切向?qū)庀嘟Y(jié)合的方式通入等離子體氣體，不僅增加了整體的進(jìn)氣速率，而且不同的進(jìn)氣方向會(huì)形成小的氣旋，有利于氣體之間的對(duì)流，從而使反應(yīng)氣體和等離子體氣體的混合更均勻。
[0072]較佳地，徑向?qū)饪?5242設(shè)置在切向?qū)饪?5244的上方，該設(shè)置位置能夠進(jìn)一步提高氣體混合的均勻性。
[0073]需要說明的是，在其他實(shí)施例中，本發(fā)明的等離子體噴槍也可以不包括等離子體氣體導(dǎo)入組件524，等離子體氣體可通過反應(yīng)氣體導(dǎo)入管522通入至放電室510。
[0074]如圖3和圖4所示，反應(yīng)氣體導(dǎo)入管522的一端套裝在第一空心管材512中，反應(yīng)氣體