宇正YZ-2030大功率水冷夹套不锈钢腔体式微波等离子体化学气相沉积装置由合肥宇正等离子体技术有限公司研发生产。该装置早在2000年就通过省科技厅鉴定并在多所大学与科研院所等单位投入使用，效果良好。历经多年发展，该装置技术先进，性能稳定，使用方便可靠。宇正YZ-2030大功率水冷夹套不锈钢腔体式微波等离子体化学气相沉积装置由微波系统、水冷谐振腔反应室、气路系统、真空系统、循环水冷却系统和电子控制系统组成。装置的主要工作原理是由微波源产生频率为2450MHz的微波，沿波导管传输，最后在水冷谐振腔反应室内激励气体形成轴对称的等离子体球，等离子体球的直径大小取决于真空沉积室中的气体压力和微波功率。基片温度以微波等离子体的自加热方式达到。对于CH4-H2气体系统而言，在高能量高密度等离子体和合适的工艺条件下，气体发生离解而产生大量含碳基团和原子氢。含碳基团在基片表面进行结构重组，由于原子氢对SP2键的刻蚀作用远比对SP3键强烈，这样重组后的碳－碳间具有金刚石结构的SP3键得以保留，开始金刚石晶粒的优先成核、生长阶段，逐渐在基片表面上得到完整的金刚石薄膜。该装置产生和维持微波等离子体球均为无电极放电，避免了电极的放电污染，可以获得纯净的金刚石膜，能量转换效率也较高，运行气压范围宽，可产生大范围高密度等离子体。该装置可用于各种薄膜的沉积、等离子体清洗、微波烧结、金属表面强化和高聚物表面改性等方面，特别适合制备大面积均匀无杂质污染的高质量金刚石膜（白色透明），广泛应用于机械、光学、电子、航空航天、国防军事等领域。技术指标：微波功率源采用先进的单片机控制，精度高，稳定性好。微波源采用连锁控制方式和可靠的保护系统，能有效防止误操作，保证了微波源正常安全地工作。该微波源工作频率为2450MHz(正负15MHz)，输出功率为500～5000W连续可调，反射功率为输出功率的0～50％连续可调(要求三相电源不平衡最大电压差不超过3％)。电源电压在265～410V变化且输出功率为5KW时，输出功率变化小于2％。功率显示采用两套6位数字分别显示输出功率和反射功率。微波传输系统带三端环形器、电动三销钉调配器、大功率负载，可保证等离子体终端负载的驻波系数(VSWR)在1.5-20大幅变化时仍能调配和稳定工作。大功率负载上有反射检波器，以检测反射功率的大小。微波传输与模式转换系统由环形器、水负载、定向耦合器、三螺钉阻抗调配器、微波模式转换器（包括耦合天线）及BJ26铜波导。气路系统由三路气体自动质量流量控制器组成，流量范围0-1000sccm，0-50sccm，0-30sccm。响应时间10sec，准确度正负2%，工作压差范围0.05－0.3MPa。气体直接由反应室顶部通过均流环进入沉积室，气体流量大小由质量流量控制器进行控制和测量及显示。真空测量仪表采用电离规管复合真空计、热偶真空计和压敏真空计，可精确测量本底真空和工作气体压强。真空泵及阀门采用涡轮分子泵(极限真空为1x10^-5Pa)和旋片式机械真空泵(极限真空为6x10^-2Pa)，装置可调节高真空隔膜阀和并联高真空微调阀控制沉积气压。沉积室由全金属密封微波石英窗（直径100mm）水冷不锈钢腔室（直径140mm）和水冷基片台（可自由升降和旋转）组成。该沉积室采用反应气体均流措施，石英窗口内加有气体均流环，使反应室内基片加热以微波等离子体自加热方式实现。装置常规采用380V三相电源。自带冷却水循环系统形成冷却水。制冷系统可保证冷却水温度在30度以下,无水源要求。水冷装置除对微波系统和分子泵进行冷却外，还对等离子体反应沉积室和基片台进行冷却，保证装置能在高功率下长期稳定运行。先进性在微波耦合技术和模式转换技术方面成功实现了微波与等离子体的轴对称耦合，提高了微波功率的输入水平，改善反应沉积室对微波传输线的阻抗匹配，形成了轴对称球状大面积的等离子体球。采用有效的气体均流措施，在微波石英窗下的不锈钢反应腔内加有气体均流环，使进入反应室内气相化合物的气流分布比较均匀且分解充分，有利于形成高质量大面积均匀薄膜特别是金刚石薄膜。基片台可水冷且电动控制升降，还能手动旋转。微波输入石英窗口是全金属封闭。装置配备循环水冷却系统，可对微波系统（磁控管、水负载、模式转换器）、等离子体反应腔、微波输入窗口和基片台进行冷却，保证装置能长时间在高微波功率下稳定运行，增加了装置使用寿命和功能。微波扼流快捷装卸门可保证基体和产品的快捷装卸，并能有效防止微波泄露。电动升降的微波扼流式水冷基片台可使等离子体球覆盖表面并能调控基片温度。反应腔室设置多个法兰窗口，便于直接观察等离子体反应过程。根据用户需求可另外加入光学测温和等离子体原位诊断以及基片偏压和热电偶测温。反应室除了快捷装卸门的密封外，其他均采用金属密封，提高了反应室的功率容量，大大提高了反应室的本底真空。在整体水冷的条件下可大大减少等离子体中的杂质污染，为高纯度产品制备提供保证。整个装置采用先进的PLC（可编程逻辑控制器）控制，通过控制面板设置运行参数后，装置运行控制全部由PLC完成，控制精确稳定性强，使用简单方便。该装置配有标准的RS-232串行接口，方便与计算机连接并提供计算机控制软件，亦可由计算机控制装置运行。该装置配备完善的保护系统，对电源、冷却水、内部打火等异常情况能自动保护，磁控管各参数自动检测和连锁保护，确保工作安全可靠。提供外接连锁保护接口，含220V/1A交流控制输出和门开关保护接口。当水电气出现故障装置会自动报警并切断电源，可实现长时间无人值守自动运行。