CN109267037A - 常压等离子体增强化学气相沉积方法及采用该方法的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种常压等离子体增强化学气相沉积方法及采用该方法的设备，方法为：向空间a1通入源气体后激发生成等离子体，再向所述空间a1通入反应气体，混合后流向基体表面并在基体表面生成固态膜，所述基体位于所述空间a1外且与所述空间a1共同位于空间a2内，所述空间a1和所述空间a2为在流通的保护气体保护下的常压无氧密闭空间；设备包括用于提供空间a2的反应箱、载物台固定板、加热温控装置、用于提供空间a1的沉积反应头、等离子主机箱、源气体供气装置、反应气体供气装置和保护气体供气装置。本发明的设备结构简单，设计合理，安全系数高，能耗低；本发明的方法可在常压下进行等离子增强化学气相沉积，操作简单。

Description

常压等离子体增强化学气相沉积方法及采用该方法的设备

技术领域

本发明属于材料制备领域，涉及一种常压等离子体增强化学气相沉积方法及采用该方法的设备。

背景技术

在目前商品化的可充电池中，锂离子电池的比能量最高，其体积比能量和质量比能量高，可充且无污染，因此是目前电池行业发展的主流。由于当前电信市场的迅猛发展，特别是移动电话和笔记本电脑的大量使用，给锂离子电池带来了良好的市场机遇。

在锂离子电池的诸多可选材料中，锡基材料具有比容量高和安全性好的优点，但其也存在一些缺陷如充放电循环易造成材料体积膨胀，容量衰减即循环性能不稳定的问题。为克服以上问题，科研人员从电极材料、电极结构及电极与电解液的界面反应等多个方面开展了一系列研究，发现锡基材料主要是材料结构不稳定造成的循环性能稳定性差。

近年来材料学多使用静电纺丝技术制备不同结构形貌的纳米纤维，纳米纤维可用于诸多领域如电化学领域等，然而研究发现，纳米纤维状的电极材料虽然由于其三维框架结构，具有大比表面积、结构可控等优势，电化学性能优异，但仍然存在结构不稳定和力学性能差的问题。针对锡基材料的具体问题，目前最常规的办法是以碳材料作为纳米纤维的支撑骨架，以克服锡基材料在充放电循环过程中体积膨胀的问题，但是碳化后的纳米纤维基本都是无定形碳，其结晶度较低，这会极大地影响电池的容量保持率和首圈库伦效率等电化学性能。由此可见，单单构建碳骨架支撑锡基纳米纤维的形貌结构是难以保证材料的电化学性能的。在提高碳纳米纤维结晶度的同时改善纳米纤维的形貌结构才能较为理想的提高锡基纳米纤维负极材料电化学性能。

等离子体化学气相沉积(plasmachemical vapor deposition)是指用等离子体激活反应气体，促进在基体表面或近表面空间进行化学反应，生成固态膜的技术，其在基体表面沉积出纳米颗粒薄膜，根据沉积材料的不同可获得优异的电学性能、光学性能及机械性能。然而现有的等离子体化学气相沉积方法需要在次高压下进行，一方面是由于其是通过增大内部压力隔绝氧气，进而防止氧气与等离子体接触造成等离子体氧化失效的，另一方面是由于气流速率与设备内部压力密切关联，只有在次高压下才能保证合适的气流速率，进而保证成膜顺利进行，其设备如图1所示，当所有气体通过进气系统进入反应箱体后，排气系统关闭，通过上下电极板产生高频电压，从而生成等离子体沉积到衬底表面，反应过程中，会固定通入反应气体以保证内部原料气体的充足和压力大小，同时会打开排气系统排出一部分生成的废气，图中可以观察到电极板之间的空间只占整个反应设备的一部分，这就意味反应时，电极板之间的气体会优先反应，根据气体扩散理论，箱体内的气体密度会始终保持均匀，因此别的原料气体会迅速补充到反应掉的这部分，因此箱体内原料气体整体密度下降，只有当设备内部压力较高时才能保证设备内部气体具有一定的运动速率，进而保证基底表面的沉积速度，改善成膜性能，若设备内为负压，会排不出废气甚至吸进氧气导致实验效率低或失败，若设备内为常压，根据上述理论，电极板之间的原料气体密度在经过一轮沉积反应结束后，会导致内部的原料气体密度过低，从而内部的气体传输速率低，导致整体成膜效率低。然而次高压对设备的要求较高、操作不便且安全系数较低。

因此，开发一种可在常压下进行的等离子体增强化学气相沉积方法及其对应的一种密封性要求较低且操作简便的设备极具现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术等离子体增强化学气相沉积方法压力条件苛刻导致设备结构复杂、操作不便及产品性能较差的问题，提供一种可在常压下进行的等离子体增强化学气相沉积方法及其对应的一种密封性要求较低且操作简便的设备。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

常压等离子体增强化学气相沉积方法，向空间a1通入源气体后激发生成等离子体，再向所述空间a1通入反应气体，混合后流向基体表面并在基体表面生成固态膜；

所述基体位于所述空间a1外且与所述空间a1共同位于空间a2内，所述空间a1和所述空间a2为在流通的保护气体保护下的常压无氧密闭空间。

所述反应气体是指能够被等离子体激活并在基体表面生成固态膜的气体，具体可为乙炔等气体，所述源气体和反应气体是连续性通入的，并且等离子体是源源不断产生的。

等离子体增强化学气相沉积的原理是使得气体离子化，生成大量的等离子体，然后使用等离子体轰击原料气体，使得原料气体发生化学聚合反应，最终集聚在基底材料表面形成纳米颗粒。现有的等离子体增强化学气相沉积方法均是抽真空后通入保护气在次高压下进行沉积，在次高压下进行的原因之一是等离子体与氧气接触后会迅速氧化失效造成聚合集聚反应无法进行，现有技术中等离子体产生和气相沉积均在同一空间内进行，一旦有氧气进入将造成严重影响，因而对隔绝氧气的要求较高，只有当等离子体所在的空间压力大于外界压力时，才能有效抑制氧气进入等离子体所在的空间，达到理想的隔绝效果；在次高压下进行的原因之二是现有技术的设备只是在反应开始时通入定量的气体，随着反应的进行，反应气体不断被消耗，设备内部气体密度降低，气流速率降低，等离子体与原料气体接触的机率降低，基底表面的沉积速度减小，容易导致成膜质量差甚至无法成膜，只有在次高压下进行才能保证合适的气体流速，进而保证成膜的质量。

本发明的等离子体增强化学气相沉积方法可以在常压下进行沉积，原因如下：

(1)本发明将等离子体产生和气相沉积分开在不同空间内进行，减少了氧气进入产生的不利影响，进而降低了对氧气隔绝效果的要求，因而可以采用不同于现有技术的方法避免氧气进入设备内部，同时本发明的空间a1周围为空间a2，空间a1内部及周围为核心反应区域，空间a2内充满保护气体，相当于本发明的整个核心反应区域是置于保护气体氛围中的，而现有技术相当于将本发明的a1与a2空间合并，其整个核心反应区域是置于空气氛围中的，一旦氧气进入便可能会触及生成的等离子体，本发明相对于现有技术对于反应氛围中的氧气要求降低，空间a2内即使进入一点氧气，也不会对实验进程产生过多影响，有效降低了氧气进入后对等离子体生成的影响，此外本发明不断自空间a1向空间a2流入保护气体，保护气体再从空间a2排到外界，保护气体是不断流动的，与外界的氧气流向空间a1的方向相反，外界的氧气很难逆流而上进入空间a1内；

(2)本发明的气体流速并不受设备内部压力的影响，本发明并不是仅在反应开始前向设备内部通入定量的气体，反应过程中也是不断通入保护气体的，当设备内反应气体被消耗时，保护气体会迅速补充到反应掉的部分，不会导致气体密度降低，不会导致气流速率降低，不会导致基底表面沉积速度降低，保证了成膜质量，因而无需增大设备内部压力。

此外本发明的常压离子体增强化学气相沉积方法的沉积温度相比于现有技术更低，因为等离子体本身具有一定的温度，相对于现有技术，本发明的等离子体与源气体接触的距离较近、时间较短，源气体转变时可高效地利用等离子体本身的热量，从而减少对基底提供热量的需求量，基底温度不用太高即可满足要求，因而本发明降低了对设备的要求，同时提高了安全性。

作为优选的技术方案：

如上所述的常压等离子体增强化学气相沉积方法，所述激发是指采用高频电流进行轰击，所述高频电流的频率为20MHZ。等离子体的产生方式并不仅限于此，其他可产生等离子体的手段也可适用于本发明，本发明的高频电流的频率并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际情况选择高频电流的频率，频率只要能够保证产生等离子体即可。

如上所述的常压等离子体增强化学气相沉积方法，所述空间a1位于基体的正上方，所述空间a1与基体之间的间距为4～9mm。空间a1的位置并不仅限于基体正上方，本领域技术人员可根据实际情况设置空间a1的具体位置。空间a1与基体的间距可根据实际情况进行适当调整，间距过大，生成的碳等离子体无法与基底接触，效率低下，同时其形成的碳纳米颗粒薄膜较为粗糙，力学性能不好，间距过小，生成的碳等离子体还未发生集聚就与基底接触，导致沉积上的纳米颗粒过细，电化学性能不佳。但无论间距过大还是过小，均会造成沉积上的纳米颗粒分布不均匀，在基底分布较散。

如上所述的常压等离子体增强化学气相沉积方法，所述常压无氧密闭空间是通过对密闭空间进行抽真空处理后再通入保护气体形成的，所述流通的保护气体是指不断自空间a1经空间a2流向外界的保护气体。

如上所述的常压等离子体增强化学气相沉积方法，所述保护气体为氮气和/或惰性气体。本发明的保护气体并不仅限于此，只要保证该气体不影响等离子体增强化学气相沉积的进行即可。

本发明还提供一种采用如上所述的常压等离子体增强化学气相沉积方法的设备，包括反应箱、载物台固定板、加热温控装置、沉积反应头、等离子主机箱、源气体供气装置、反应气体供气装置和保护气体供气装置；

反应箱用于提供空间a2，载物台固定板位于反应箱内部，用于固定基体，加热温控装置与载物台固定板连接，用于加热基体，沉积反应头位于反应箱内载物台固定板上方，用于提供空间a1，等离子主机箱用于为空间a1提供高频电流同时用于将保护气体与源气体混合后以特定速率向空间a1输送，源气体供气装置用于为等离子主机箱输送源气体，反应气体供气装置用于以特定速率向空间a1输送反应气体，保护气体供气装置用于为等离子主机箱和空间a2输送保护气体。

本发明的等离子体增强化学气相沉积设备可划分为多部分，核心部分为沉积反应头，其基本相当于现有技术的等离子体增强化学气相沉积设备。现有技术的等离子体增强化学气相沉积设备中，等离子体产生与气相沉积均在一个空间内完成，在该空间内产生等离子体促进原料气体反应最终沉积，该空间内设有正负极，在正极或负极处设置等离子发生装置，产生等离子体轰击正负极间的原料气体，在另一极(负极或正极)完成沉积，一旦有氧气进入将会产生严重不利的影响，只有在反应过程中保持该空间处于次高压状态才能抑制氧气进入，进而保证反应顺利进行，因而对设备的密闭性的要求较高，此外，由于反应会生成废气，现在技术每隔一段时间人工排出废气，同时还要保证空间内的压力在一定范围内，操作较为繁杂。本发明的设备将等离子体产生与气相沉积两部分分离开来，先在沉积反应头内通入高频电流激发源气体产生等离子体，再将等离子体与反应气体的混合物流向反应箱内的基体表面，在基体表面进行沉积，反应过程中保护气体不断自沉积反应头流向反应箱再从反应箱流向外界，外界的氧气很难逆流进入沉积反应头内部，即便有少量氧气进入设备内也能很快被带出，同时沉积反应头位于反应箱内部，反应箱内部充满保护气体，即沉积反应头位于保护气体氛围内，相对于现有技术的整体式设备很难与氧气接触，因此本发明无需增大设备内部压力，仅通过流通保护气体保护即可起到较好地隔绝氧气的效果。此外，本发明的设备通过等离子主机箱产生高频电流，进而激发源气体产生等离子体，无需正负极，本发明的装置自动排出废气，无需人工操作。

作为优选的技术方案：

如上所述的设备，所述保护气体供气装置由气瓶I和气瓶II组成，所述反应气体供气装置为气瓶III，所述源气体供气装置为气瓶IV。本发明的保护气体供气装置、反应气体供气装置及源气体供气装置并不仅限于此，其也可为气体管道或其他供气装置，只要其能够提供起相应功能的气体即可。

如上所述的设备，还包括位于反应箱外部的真空泵；

所述沉积反应头由两个一大一小且共轴的圆柱筒构成，两个圆柱筒均一端开口、另一端封闭，大圆柱筒的开口端向内延伸成环后与小圆筒的开口端连接，环上设有反应气体进气口，大圆柱筒的封闭端上设有多个微型通孔，小圆柱筒的封闭端上设有电流口、混合气体进气口和光传感器口；

所述沉积反应头的中心轴与载物台固定板相互垂直，所述大圆柱筒的封闭端靠近载物台固定板；

所述反应箱为立方体状结构，侧面I上设有透明的观察窗口，侧面II上设有沉积反应头进出口，侧面III上设有保护气体进口、温控仪进线口和真空泵管连接口；

所述加热温控装置由分别对应位于反应箱内部和外部的加热器和温控仪组成，加热器和温控仪通过穿过温控仪进线口的导线连接；

所述气瓶IV和气瓶I分别通过进气管与等离子主机箱连接，所述等离子主机箱分别通过穿过沉积反应头进出口的电线、进气管和光传感器线与电流口、混合气体进气口和光传感器口连接，所述光传感器线用于判断是否产生均匀的等离子体，所述气瓶III通过进气管与反应气体进气口连接，所述气瓶II和真空泵分别通过进气管和真空泵管与保护气体进口和真空泵管连接口连接。本发明的具体装置构成、形状及其连接关系，并不仅限于此，只要各部件起到其应有的作用即可。

如上所述的设备，所述侧面I、侧面II和侧面III两两相互垂直。

如上所述的设备，所述反应箱的顶部安装有压力表，所述保护气体进口处安装有气体压力球阀，用于控制保护气体的排出量，使设备内部始终保持常压状态，本发明的设备自动排气，无需人工操作，所述沉积反应头与固定夹持装置连接，所述微型通孔的孔径为1mm。本发明的装置通过气体压力球阀控制设备内部气体排出的流量以保证内部始终处于常压状态。

发明机理：

本发明基于降低隔绝氧气的要求和断开气流速率与等离子体增强化学气相沉积设备内部压力关联的原理实现了在常压下进行等离子体增强化学气相沉积。现有技术的等离子体增强化学气相沉积必须要在次高压下进行，一方面是由于现有技术中等离子体产生与气相沉积均在一个空间内，对隔绝氧气的要求较高，因而现有技术隔绝氧气采用的是增大设备内部压力的原理，通过设置设备内部压力大于外界阻碍外界的氧气进入设备内部，另一方面是由于现有技术的气流速率受设备内部压力的影响，内部压力只有在次高压下才能保证合适的气流速率，进而保证成膜顺利进行。本发明之所以能够在常压下进行，一方面是由于本发明将等离子体产生和气相沉积分开在不同空间进行，进而降低了对隔绝氧气的要求，因此可以采用不同于现有技术的隔绝氧气的思路，即通过向设备内部不断通入和排出保护气体有效防止了氧气进入设备内部，相对于现有技术增大设备内部压力的方式更加简单易操作，另一方面是由于本发明断开了气流速率与等离子体增强化学气相沉积设备内部压力的关联，通过不断通入保护气体补充被消耗的反应气体所在的空间，保证了设备内部气体密度处于相对稳定的较高水平，气流速率始终较快，等离子体与反应气体能够快速接触进行沉积反应，无需为了保证合适的气流速率而增大设备内部压力，在常压下即可保证成膜的顺利进行。

有益效果：

(1)本发明的常压等离子体增强化学气相沉积方法，能够高效地在常压状态下进行等离子增强化学气相沉积，操作简单，安全系数高，能耗低，适用沉积的粒子种类多，适用范围广；

(2)本发明的常压等离子体增强化学气相沉积设备，结构简单，设计合理，极具应用前景。

附图说明

图1为现有技术的等离子体增强化学气相沉积设备的结构示意图；

图2为本发明的常压等离子体增强化学气相沉积设备的结构示意图；

图3为本发明的反应箱的剖视图；

图4、5及6分别为本发明的沉积反应头的主视图、俯视图及仰视图；

其中，1-观察窗口，2-沉积反应头进出口，3-压力表，4-保护气体进口，5-温控仪进线口，6-真空泵管连接口，7-固定夹持装置，8-加热温控装置，9-载物台固定板，10-沉积反应头，11-电线，12-反应气体进气管，13-光传感器线，14-混合气体进气管，15-反应箱，16-等离子主机箱，17-真空泵，18-气瓶II，19-气瓶III，20-气瓶I，21-气瓶IV，22-电流口，23-混合气体进气口，24-光传感器口，25-反应气体进气口，26-微型通孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

一种常压等离子体增强化学气相沉积方法，在流通的保护气体(氮气和/或惰性气体)保护下，向空间a1通入源气体后采用频率为20MHZ的高频电流轰击源气体生成等离子体，再向空间a1通入反应气体，使其与等离子体混合后流向基体表面并在基体表面生成固态膜，空间a1位于基体的正上方，二者的间距为4～9mm；

基体位于空间a1外且与空间a1共同位于空间a2内，空间a1和空间a2为常压无氧密闭空间，常压无氧密闭空间是通过对密闭空间进行抽真空处理后再通入保护气体形成的，空间a2与外界连通，保护气体不断自空间a1经空间a2流向外界。

一种常压等离子体增强化学气相沉积的设备，如图2所示，包括反应箱15、载物台固定板9、加热温控装置8、沉积反应头10、等离子主机箱16、源气体供气装置、反应气体供气装置、保护气体供气装置和位于反应箱15外部的真空泵17；

反应箱15如图3所示，为中空立方体状结构，顶部安装有压力表3，侧面I上设有透明的观察窗口1，侧面II上设有沉积反应头进出口2，侧面III上设有保护气体进口4、温控仪进线口5和真空泵管连接口6，保护气体进口处安装有气体压力球阀，侧面I、侧面II和侧面III两两相互垂直；

载物台固定板9位于反应箱内部，用于固定基体，载物台固定板9上还安有用于加热基体的加热温控装置8，加热温控装置8由分别对应位于反应箱内部和外部的加热器和温控仪组成，加热器和温控仪通过穿过温控仪进线口5的导线连接；

沉积反应头10位于反应箱内载物台固定板9正上方，其如图4～6所示，由两个一大一小且共轴的圆柱筒构成，两个圆柱筒均一端开口、另一端封闭，大圆柱筒的开口端向内延伸成环后与小圆筒的开口端连接，环上设有反应气体进气口25与反应气体进气管12连接，大圆柱筒的封闭端上设有多个孔径为1mm的微型通孔26，沉积反应头10与反应箱15通过微型通孔26相互连通，小圆柱筒的封闭端上设有电流口22、混合气体进气口23和光传感器口24，沉积反应头10的中心轴与载物台固定板9相互垂直，大圆柱筒的封闭端靠近载物台固定板9，其与载物台固定板9之间的间距为4～9mm，沉积反应头10通过固定夹持装置7固定与反应箱内；

等离子主机箱16用于混合保护气体与源气体后以特定速率向沉积反应头内输送，同时为沉积反应头提供频率为20MHz的高频电流，等离子主机箱16分别通过穿过沉积反应头进出口的电线11、混合气体进气管14和光传感器线13与沉积反应头上的电流口22、混合气体进气口23和光传感器口24连接，光传感器线13用于判断是否产生均匀的等离子体；

保护气体供气装置用于为等离子主机箱和反应箱提供保护气体，其由气瓶I20和气瓶II 18组成，其中气瓶I 20通过进气管与等离子主机箱16连接，气瓶II 18通过进气管与反应箱侧面的保护气体进口4连接；

源气体供气装置为气瓶IV 21，气瓶IV 21通过进气管与等离子主机箱16连接；

反应气体供气装置为气瓶III 19，其通过进气管与沉积反应头上的反应气体进气口25连接；

真空泵17通过真空泵管与反应箱上的真空泵管连接口6连接。

使用以上设备进行气相沉积的过程如下：

首先将基材(例如纳米纤维等)安装在载物台固定板上，使用真空泵对反应箱及沉积反应头进行抽真空处理，此时反应箱中压力为0.04～0.06MPa，再向反应箱中通入保护气体氮气，同时向等离子主机箱中通入保护气体氦气和源气体氢气，保护气体氦气和源气体氢气经等离子主机箱混合后以特定速率向沉积反应头内输送，沉积反应头内的氢气在高频电流的轰击下产生了等离子体，此时，向沉积反应头内通入反应气体乙炔，反应气体乙炔与等离子体在沉积反应头中混合后通过微型通孔流向基体表面，在基体表面生成固态膜，在反应气体乙炔与等离子体混合后，不断地从反应箱向沉积反应头通入保护气体氮气，同时不断地从沉积反应头向外界排出保护气体氮气，保持反应箱内的压力为常压。其中等离子主机箱的功率为110W，加热温度为180℃，氦气流量为31L/min，氢气流量为0.4L/min，乙炔流量为0.06L/min，沉积时间为10min。最终制得表面沉积有固态膜的基材。由此可见，本发明的方法及设备可用于进行常压等离子体增强化学气相沉积。

仅以此为例，本领域技术人员可根据实际情况选定以上各工艺参数，保护气体也并不仅限于氮气，惰性气体或惰性气体与氮气的混合气也可适用。

Claims (10)

1.常压等离子体增强化学气相沉积方法，其特征是：向空间a1通入源气体后激发生成等离子体，再向所述空间a1通入反应气体，混合后流向基体表面并在基体表面生成固态膜；

所述基体位于所述空间a1外且与所述空间a1共同位于空间a2内，所述空间a1和所述空间a2为在流通的保护气体保护下的常压无氧密闭空间。

2.根据权利要求1所述的常压等离子体增强化学气相沉积方法，其特征在于，所述激发是指采用高频电流进行轰击，所述高频电流的频率为20MHZ。

3.根据权利要求1所述的常压等离子体增强化学气相沉积方法，其特征在于，所述空间a1位于基体的正上方，所述空间a1与基体之间的间距为4～9mm。

4.根据权利要求1所述的常压等离子体增强化学气相沉积方法，其特征在于，所述常压无氧密闭空间是通过对密闭空间进行抽真空处理后再通入保护气体形成的，所述流通的保护气体是指不断自空间a1经空间a2流向外界的保护气体。

5.根据权利要求4所述的常压等离子体增强化学气相沉积方法，其特征在于，所述保护气体为氮气和/或惰性气体。

6.采用如权利要求1～5任一项所述的常压等离子体增强化学气相沉积方法的设备，其特征是：包括反应箱、载物台固定板、加热温控装置、沉积反应头、等离子主机箱、源气体供气装置、反应气体供气装置和保护气体供气装置；

反应箱用于提供空间a2，载物台固定板位于反应箱内部，用于固定基体，加热温控装置与载物台固定板连接，用于加热基体，沉积反应头位于反应箱内载物台固定板上方，用于提供空间a1，等离子主机箱用于为空间a1提供高频电流同时用于将保护气体与源气体混合后以特定速率向空间a1输送，源气体供气装置用于为等离子主机箱输送源气体，反应气体供气装置用于以特定速率向空间a1输送反应气体，保护气体供气装置用于为等离子主机箱和空间a2输送保护气体。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述保护气体供气装置由气瓶I和气瓶II组成，所述反应气体供气装置为气瓶III，所述源气体供气装置为气瓶IV。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，还包括位于反应箱外部的真空泵；

所述沉积反应头由两个一大一小且共轴的圆柱筒构成，两个圆柱筒均一端开口、另一端封闭，大圆柱筒的开口端向内延伸成环后与小圆筒的开口端连接，环上设有反应气体进气口，大圆柱筒的封闭端上设有多个微型通孔，小圆柱筒的封闭端上设有电流口、混合气体进气口和光传感器口；

所述沉积反应头的中心轴与载物台固定板相互垂直，所述大圆柱筒的封闭端靠近载物台固定板；

所述反应箱为立方体状结构，侧面I上设有透明的观察窗口，侧面II上设有沉积反应头进出口，侧面III上设有保护气体进口、温控仪进线口和真空泵管连接口；

所述加热温控装置由分别对应位于反应箱内部和外部的加热器和温控仪组成，加热器和温控仪通过穿过温控仪进线口的导线连接；

所述气瓶IV和气瓶I分别通过进气管与等离子主机箱连接，所述等离子主机箱分别通过穿过沉积反应头进出口的电线、进气管和光传感器线与电流口、混合气体进气口和光传感器口连接，所述光传感器线用于判断是否产生均匀的等离子体，所述气瓶III通过进气管与反应气体进气口连接，所述气瓶II和真空泵分别通过进气管和真空泵管与保护气体进口和真空泵管连接口连接。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述侧面I、侧面II和侧面III两两相互垂直。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述反应箱的顶部安装有压力表，所述保护气体进口处安装有气体压力球阀，所述沉积反应头与固定夹持装置连接，所述微型通孔的孔径为1mm。