CN112899659B - 用于等离子体化学气相的样品支架 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于等离子体化学气相的样品支架，包括：水冷铜台(8)和导电电极(7)，所述水冷铜台(8)中间开孔以容纳所述导电电极(7)；依次设置于所述水冷铜台(8)的绝缘层(5)、第五导电支架(11)、第三导电支架(4)、第四导电支架(10)、第二导电支架(3)和第一导电支架(2)，所述第一导电支架(2)用于承载样品(1)。该样品支架还包括导电定位环(12)、铜环(9)和绝缘环(6)。本发明通过多层导电支架及绝缘层的设计，实现对样品施加偏压以及在较低功率气压下达到较高的温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种样品支架结构，特别涉及一种用于等离子体化学气相的样品支架。
背景技术
等离子体化学气相沉积，包括：射频等离子体化学气相沉积、直流等离子体化学气相沉积以及微波等离子体化学气相沉积等，在半导体领域有着无可比拟的重要性。
对于材料生长而言，衬底温度对其影响是比较大的，而衬底温度与等离子体功率、气压之间存在一定的耦合关系。在高气压高功率下，可得到高功率密度的等离子体用于材料生长。高功率密度等离子体与衬底相互作用将导致衬底温度较高，因此需要对衬底支架进行冷却。但其作用面积往往较小。尽管可以通过降低气压或增加功率来增大等离子球大小。但对于衬底被动加热的设备而言，其温度就难以保持较高值。对于具有衬底主动加热装置的设备而言，在较高功率密度下却较难保持应有的温度。此外，对于需施加偏压的处理衬底的异质外延而言，衬底支架的结构对其结果影响也较大。
上述的问题，都限制了等离子体化学气相沉积设备的应用。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对于现有技术的上述不足，本发明提供了一种用于等离子体化学气相的样品支架，以有效解决具有水冷样品台结构的等离子化学气相沉积设备在异质外延时施加偏压或温度调控存在的技术问题。
(二)技术方案
本发明提供一种用于等离子体化学气相的样品支架，包括：水冷铜台8和导电电极7，所述水冷铜台8中间开孔以容纳所述导电电极7；依次设置于所述水冷铜台8的绝缘层5、第五导电支架11、第三导电支架4、第四导电支架10、第二导电支架3和第一导电支架2；其中，所述绝缘层5隔开所述第五导电支架11与水冷铜台8，所述第一导电支架2的第二端面中部开设有凹陷的第一圆形台阶，所述第一圆形台阶底面上设有第一多圈环形凸台；所述第二导电支架3的第一端面设有第二多圈环形凸台，所述第二导电支架3的第二端面中部开设有凹陷的第二圆形台阶，所述第二圆形台阶底面上设有第三多圈环形凸台；所述第二导电支架3的第一端面边缘开设有凹陷的第一环形台阶，所述第一环形台阶底面抵压所述第一导电支架2的第二端面，所述第二多圈环形凸台与第一多圈环形凸台相互错开并设有缝隙，使所述第二多圈环形凸台与第一多圈环形凸台之间留有第一气流通路；所述第四导电支架10的第一端面设有第四多圈环形凸台，所述第四导电支架10的第二端面中部开设有凹陷的第三圆形台阶，所述第三圆形台阶底面上设有第五多圈环形凸台；所述第四导电支架10的第一端面边缘开设有凹陷的第二环形台阶，所述第二环形台阶底面抵压所述第二导电支架3的第二端面，所述第四多圈环形凸台与第三多圈环形凸台相互错开并设有缝隙，使所述第四多圈环形凸台与第三多圈环形凸台之间留有第二气流通路；第三导电支架4的第一端面设有第六多圈环形凸台，第三导电支架4的第一端面上与所述第四导电支架10的第二端面的对应位置处还开设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽底面抵压所述第四导电支架10的第二端面，所述第六多圈环形凸台与所述第五多圈环形凸台相互错开并设有缝隙，使所述第六多圈环形凸台与所述第五多圈环形凸台之间留有第三气流通路；所述第五导电支架11的第一端面卡接第三导电支架4的第二端面，所述第五导电支架11的第二端面中心设有具有中空结构的圆柱凸台，所述导电电极7的第一端外侧面旋合于所述中空结构中；所述第一导电支架2中心开设有第一通孔，所述第一导电支架2还开设有多个第二通孔，所述第二导电支架3中心开设有第三通孔，所述第四导电支架10位于第二环形台阶的内侧开设有多个第四通孔，所述第三导电支架4中部开设有多个第五通孔，其中，所述第一通孔、第一气流通路、多个第二通孔、第二气流通路、多个第四通孔、第三气流通路、多个第五通孔与所述中空结构之间具有相互连通的气流通路。
可选地，所述样品支架还包括导电定位环12，所述第一导电支架2用于承载样品1，所述导电定位环12设置于所述第一导电支架2上且位于所述样品1外侧，用于对所述样品1进行限位；所述导电定位环12还通过使用具有不同二次电子发射系数的材料来调控施加偏压时的等离子体密度。
可选地，所述第一导电支架2的第一端面边缘开设倒角，用于防止电场在边缘处发生奇异现象；所述多个第二通孔、多个第四通孔和多个第五通孔均围绕第一通孔21周向均匀开设，所述第一多圈环形凸台、第二多圈环形凸台、第三多圈环形凸台、第四多圈环形凸台和第五多圈环形凸台和第六多圈环形凸台均与所述第一通孔位置同心且以连续间隔隔开。
可选地，所述样品支架还包括铜环9和绝缘环6，所述铜环9和绝缘环6均设置于所述水冷铜台8上，所述铜环9位于第三导电支架4外侧，所述绝缘环6抵接所述第三导电支架4的外侧面，用于隔开第三导电支架4与铜环9。
可选地，所述第五导电支架11的第一端面卡接第三导电支架4的第二端面，具体包括：所述第三导电支架4的第二端面还设有外凸的两级阶梯型环形台阶，包括第一级环形台阶和高于所述第一级环形台阶的第二级环形台阶，所述两级阶梯型环形台阶位于所述多个第五通孔的外侧，所述第一级环形台阶底面抵压所述第五导电支架11的第一端面。
可选地，所述导电电极7的第一端外侧面旋合于所述中空结构中，具体包括：所述中空结构为内螺纹，所述导电电极7的第一端外侧面具有外螺纹，所述导电电极7的第一端外侧面与所述中空结构形成螺栓连接。
可选地，所述中空结构还具有部分无牙区域，用于使所述第三气流通路中的气流通过所述部分无牙区域流出所述样品支架；所述导电电极7上除所述外螺纹之外的区域均使用绝缘材料包裹。
可选地，所述绝缘层5隔开所述第五导电支架11与水冷铜台8，具体包括：所述绝缘层5设置于所述水冷铜台8表面与所述第五导电支架11的第二端面之间，所述绝缘层5还设置于所述水冷铜台8的中间开孔区域与所述第五导电支架11的圆柱凸台外侧面之间。
可选地，所述水冷铜台8背离所述绝缘层5的一面接地，所述导电电极7的第二端与所述水冷铜台8背离所述绝缘层5的一面之间还连接有直流电源，所述直流电源的负电极连接所述导电电极7的第二端。
可选地，所述第一导电支架2、第二导电支架3、第三导电支架4、第四导电支架10、第五导电支架11和导电电极7均采用钼、石墨或不锈钢制成，所述绝缘层5和绝缘环6均采用刚玉、蓝宝石、氮化硼、氮化铝或氧化锆制成。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)通过多层导电支架及绝缘层的设计，可实现对样品施加偏压以及在较低功率气压下达到较高的温度；
(2)通过五种具有特殊结构的导电支架的设计，使得气流所经过的样品支架内部的比表面积增大，使得通过水冷铜台中间孔洞抽气控温变的更为有效；
(3)通过五种具有特殊结构的导电支架的设计，可在一定程度上屏蔽进入支架内部形成等离子体，从而保护了支架内部结构；
(4)通过绝缘层和绝缘环的设计，可防止在施加较高偏压时气体被电压击穿形成直流等离子体；
(5)导电定位环可防止样品因气流变化而移动，以及可通过使用具有不同二次电子发射系数的材料来调控施加偏压时的等离子体密度。
附图说明
图1示意性示出了本发明实施例的用于等离子体化学气相的样品支架的结构图。
图2示意性示出了本发明实施例的第一导电支架的结构图。
图3示意性示出了本发明实施例的第二导电支架的结构图。
图4示意性示出了本发明实施例的第四导电支架的结构图。
图5示意性示出了本发明实施例的第三导电支架的结构图。
图6示意性示出了本发明实施例的第五导电支架的结构图。
【附图标记说明】
1-样品；2-第一导电支架；21-第一通孔；22-多个第二通孔；23-第一圆形台阶；24-第一多圈环形凸台；3-第二导电支架；31-第三通孔；32-第二多圈环形凸台；33-第二圆形台阶；34-第三多圈环形凸台；35-第一环形台阶；4-第三导电支架；41-第六多圈环形凸台；42-第一环形凹槽；43-多个第五通孔；44-两级阶梯型环形台阶；441-第一级环形台阶；442-第二级环形台阶；5-绝缘层；6-绝缘环；7-导电电极；8-水冷铜台；9-铜环；10-第四导电支架；101-第四多圈环形凸台；102-第三圆形台阶；103-第五多圈环形凸台；104-第二环形台阶；105-多个第四通孔；11-第五导电支架；111-圆柱凸台；112-中空结构；12-导电定位环。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1示意性示出了本发明实施例的用于等离子体化学气相的样品支架的结构图。
如图1所示，本发明实施例中，用于等离子体化学气相的样品支架可以包括：水冷铜台8和导电电极7，水冷铜台8中间开孔以容纳导电电极7；依次设置于水冷铜台8的绝缘层5、第五导电支架11、第三导电支架4、第四导电支架10、第二导电支架3和第一导电支架2。
绝缘层5隔开第五导电支架11与水冷铜台8，第一导电支架2、第二导电支架3、第三导电支架4、第四导电支架10和第五导电支架11均呈盘状结构。
为了方便说明，参照附图，本发明实施例中统一设定所有零部件的上端面为第一端面，相应地所有零部件的下端面为第二端面。
图2示意性示出了本发明实施例的第一导电支架的结构图。
具体地，如图1所示，第一导电支架2中心开设有第一通孔21，第一导电支架2上围绕第一通孔21周向均匀开设有多个第二通孔22。需要说明的是，图2中绘示了4个第二通孔22，仅仅是为了便于显示第二通孔22与第一通孔21的布置关系，并非表明本实施例中对第二通孔22的具体数量限制。
本实施例中，第一导电支架2的第一端面边缘开设倒角，用于防止电场在边缘处发生奇异现象。
第一导电支架2的第二端面中部开设有凹陷的第一圆形台阶23，第一圆形台阶23底面上设有第一多圈环形凸台24。其中，第一多圈环形凸台24与第一通孔21位置同心且以连续间隔隔开。
图3示意性示出了本发明实施例的第二导电支架的结构图。
如图3所示，第二导电支架3中心开设有第三通孔31。可以理解的是，第三通孔31与前述第一通孔21同轴，用于将两者连通以供气流流动。
第二导电支架3的第一端面设有第二多圈环形凸台32，第二导电支架3的第二端面中部开设有凹陷的第二圆形台阶33，第二圆形台阶33底面上设有第三多圈环形凸台34。其中，第二多圈环形凸台32和第三多圈环形凸台34均与第一通孔21位置同心且以连续间隔隔开。
参阅图1和图3，第二导电支架3的第一端面边缘开设有凹陷的第一环形台阶35，第一环形台阶35底面抵压第一导电支架2的第二端面，第二多圈环形凸台32与第一多圈环形凸台24相互错开并设有缝隙，使第二多圈环形凸台32与第一多圈环形凸台24之间留有第一气流通路。
图4示意性示出了本发明实施例的第四导电支架的结构图。
如图4所示，第四导电支架10的第一端面设有第四多圈环形凸台101，第四导电支架10的第二端面中部开设有凹陷的第三圆形台阶102，第三圆形台阶102底面上设有第五多圈环形凸台103。其中，第四多圈环形凸台101和第五多圈环形凸台103均与第一通孔21位置同心且以连续间隔隔开。
参阅图1和图4，第四导电支架10的第一端面边缘开设有凹陷的第二环形台阶104，第二环形台阶104底面抵压第二导电支架3的第二端面，第四多圈环形凸台101与第三多圈环形凸台34相互错开并设有缝隙，使第四多圈环形凸台101与第三多圈环形凸台34之间留有第二气流通路。
第四导电支架10位于第二环形台阶104的内侧开设有多个第四通孔105，其中，多个第四通孔105围绕第一通孔21周向均匀开设。需要说明的是，图4中绘示了6个第四通孔105，仅仅是为了便于显示第四通孔105与第一通孔21的布置关系，并非表明本实施例中对第四通孔105的具体数量限制。
图5示意性示出了本发明实施例的第三导电支架的结构图。
参阅图1和图5，第三导电支架4的第一端面设有第六多圈环形凸台41，其中，第六多圈环形凸台41与第一通孔21位置同心且以连续间隔隔开。
第三导电支架4的第一端面上与第四导电支架10的第二端面的对应位置处还开设有第一环形凹槽42，第一环形凹槽42底面抵压第四导电支架10的第二端面，第六多圈环形凸台41与第五多圈环形凸台103相互错开并设有缝隙，使第六多圈环形凸台41与第五多圈环形凸台103之间留有第三气流通路。
可以理解的是，本实施例中，通过第二导电支架3的第一环形台阶与第一导电支架2的第二端面的匹配设计，第四导电支架10的第二环形台阶与第二导电支架3的第二端面的匹配设计，以及通过第一环形凹槽42与第四导电支架10的第二端面的匹配设计，可使得样品支架之中的第一导电支架2、第二导电支架3和第四导电支架10均准确定位放置于第三导电支架4上。
第三导电支架4中部开设有多个第五通孔43，其中，多个第五通孔43围绕第一通孔21周向均匀开设。需要说明的是，图5中绘示了4个第五通孔43，仅仅是为了便于显示第五通孔43与第一通孔21的布置关系，并非表明本实施例中对第五通孔43的具体数量限制。
图6示意性示出了本发明实施例的第五导电支架的结构图。
如图6所示，第五导电支架11的第一端面卡接第三导电支架4的第二端面，第五导电支架11的第二端面中心设有具有中空结构112的圆柱凸台111，导电电极7的第一端外侧面旋合于中空结构112中。
具体地，参阅图1、图5和图6，第三导电支架4的第二端面还设有外凸的两级阶梯型环形台阶44，包括第一级环形台阶441和高于第一级环形台阶441的第二级环形台阶442，两级阶梯型环形台阶44位于多个第五通孔43的外侧，第一级环形台阶441底面抵压第五导电支架11的第一端面。
可以理解的是，本实施例中，通过第三导电支架4的第一级环形台阶441与第五导电支架11的第一端面的匹配设计，可使得样品支架之中的第三导电支架4准确定位放置于第五导电支架11上。
具体地，参阅图1和图6，第五导电支架11上的中空结构112为内螺纹，导电电极7的第一端外侧面具有外螺纹，导电电极7的第一端外侧面与中空结构形成螺栓连接。
进一步地，参阅图6，内螺纹具有部分无牙区域图中未示出，用于使第三气流通路中的气流通过部分无牙区域流出样品支架。
本发明实施例中，所述第一通孔、第一气流通路、多个第二通孔、第二气流通路、多个第四通孔、第三气流通路、多个第五通孔与所述中空结构之间具有相互连通的气流通路。
具体来说，结合图1-图6，设置于样品1下部的第一通孔21以及多个第二通孔22中通过的气流，可依次经由第一气流通路、第三通孔31、第二气流通路、多个第四通孔105、第三气流通路和多个第五通孔43，最后经由第五导电支架11上的中空结构112中的部分无牙区域，使气流从水冷铜台8的中间开孔区域流出样品支架内部。样品支架内部具有的气流通路，可避免在支架内部产生等离子体，一定程度可提高气压以控制衬底温度。
导电电极7上除外螺纹之外的区域均使用绝缘材料包裹。
继续参阅图1，绝缘层5隔开第五导电支架11与水冷铜台8，具体包括：绝缘层5设置于水冷铜台8表面与第五导电支架11的第二端面之间，绝缘层5还设置于水冷铜台8的中间开孔区域与第五导电支架11的圆柱凸台111外侧面之间。
本实施例中，参阅图1，样品支架还包括导电定位环12，导电定位环12设置于第一导电支架2上且位于样品1外侧，用于对样品1进行限位。
导电定位环12还通过使用具有不同二次电子发射系数的材料来调控施加偏压时的等离子体密度。
本实施例中，继续参阅图1，样品支架还包括铜环9和绝缘环6，铜环9和绝缘环6均设置于水冷铜台8上，铜环9位于第三导电支架4外侧，绝缘环6抵接第三导电支架4的外侧面，用于隔开第三导电支架4与铜环9。可以理解的是，铜环9起到吸收作用，避免支架内部产生等离子体。
绝缘层5和绝缘环6可以使用多种多段式绝缘结构，绝缘层5和绝缘环6起到防止施加偏压时电压击穿气体形成直流等离子体，使得偏压被短路的问题。
本实施例中，继续参阅图1，水冷铜台8背离绝缘层5的一面接地，导电电极7的第二端凸出于水冷铜台8背离绝缘层5的一面之外，导电电极7的第二端与水冷铜台8背离绝缘层5的一面之间还连接有直流电源，其中，直流电源的负电极连接导电电极7的第二端。相应地，直流电源的正电极连接水冷铜台8背离绝缘层5的一面。
在一些实施例中，第一导电支架2、第二导电支架3、第三导电支架4、第四导电支架10、第五导电支架11和导电电极7均可采用钼、石墨或不锈钢材料制成。绝缘层5和绝缘环6均可采用刚玉、蓝宝石、氮化硼、氮化铝或氧化锆材料制成。
优选地，第一导电支架2、第二导电支架3、第三导电支架4、第四导电支架10、第五导电支架11和导电定位环12均使用高纯石墨制成。铜环9使用紫铜制成。导电电极7使用316不锈钢及陶瓷管制成。绝缘层5和绝缘环6均使用刚玉制成。
进一步地，将上述结构安装于等离子体化学气相沉积设备中，并进行偏压生长实验。
还需要说明的是，本发明的样品支架适用于等离子体化学气相沉积设备，其中，等离子产生方式包括但不限于微波、射频、激光诱导、直流辉光放电或热阴极，具体本发明不做限制。
综上所述，本发明实施例提供了一种用于等离子体化学气相的样品支架，本发明的导电支架的特殊设计，可使得气流所经过的导电支架内部的比表面积增大，并且可屏蔽进入支架内部形成等离子体，从而保护导电支架内部结构。本发明通过多个绝缘层进行绝缘，防止在施加较高偏压时气体被电压击穿形成直流等离子体。本发明通过多层导电支架及绝缘层的设计，实现对样品施加偏压以及在较低功率气压下达到较高的温度。
还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。
应该注意的是，本公开中使用的“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分不同对象，而不意味着这些对象之间具有任何特定顺序关系。此外，在本发明中，术语“包括”和“含有”及其派生词意为包括而非限制；术语“或”是包含性的，意为和/或。
以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于等离子体化学气相的样品支架，其特征在于，包括：
水冷铜台(8)和导电电极(7)，所述水冷铜台(8)中间开孔以容纳所述导电电极(7)；
依次设置于所述水冷铜台(8)的绝缘层(5)、第五导电支架(11)、第三导电支架(4)、第四导电支架(10)、第二导电支架(3)和第一导电支架(2)；
其中，所述绝缘层(5)隔开所述第五导电支架(11)与水冷铜台(8)，所述第一导电支架(2)的第二端面中部开设有凹陷的第一圆形台阶，所述第一圆形台阶底面上设有第一多圈环形凸台；
所述第二导电支架(3)的第一端面设有第二多圈环形凸台，所述第二导电支架(3)的第二端面中部开设有凹陷的第二圆形台阶，所述第二圆形台阶底面上设有第三多圈环形凸台；
所述第二导电支架(3)的第一端面边缘开设有凹陷的第一环形台阶，所述第一环形台阶底面抵压所述第一导电支架(2)的第二端面，所述第二多圈环形凸台与第一多圈环形凸台相互错开并设有缝隙，使所述第二多圈环形凸台与第一多圈环形凸台之间留有第一气流通路；
所述第四导电支架(10)的第一端面设有第四多圈环形凸台，所述第四导电支架(10)的第二端面中部开设有凹陷的第三圆形台阶，所述第三圆形台阶底面上设有第五多圈环形凸台；
所述第四导电支架(10)的第一端面边缘开设有凹陷的第二环形台阶，所述第二环形台阶底面抵压所述第二导电支架(3)的第二端面，所述第四多圈环形凸台与第三多圈环形凸台相互错开并设有缝隙，使所述第四多圈环形凸台与第三多圈环形凸台之间留有第二气流通路；
第三导电支架(4)的第一端面设有第六多圈环形凸台，第三导电支架(4)的第一端面上与所述第四导电支架(10)的第二端面的对应位置处还开设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽底面抵压所述第四导电支架(10)的第二端面，所述第六多圈环形凸台与所述第五多圈环形凸台相互错开并设有缝隙，使所述第六多圈环形凸台与所述第五多圈环形凸台之间留有第三气流通路；
所述第五导电支架(11)的第一端面卡接第三导电支架(4)的第二端面，所述第五导电支架(11)的第二端面中心设有具有中空结构的圆柱凸台，所述导电电极(7)的第一端外侧面旋合于所述中空结构中；
所述第一导电支架(2)中心开设有第一通孔，所述第一导电支架(2)还开设有多个第二通孔，所述第二导电支架(3)中心开设有第三通孔，所述第四导电支架(10)位于第二环形台阶的内侧开设有多个第四通孔，所述第三导电支架(4)中部开设有多个第五通孔，其中，所述第一通孔、第一气流通路、多个第二通孔、第二气流通路、多个第四通孔、第三气流通路、多个第五通孔与所述中空结构之间具有相互连通的气流通路。
2.根据权利要求1所述的样品支架，其特征在于，所述样品支架还包括导电定位环(12)，所述第一导电支架(2)用于承载样品(1)，所述导电定位环(12)设置于所述第一导电支架(2)上且位于所述样品(1)外侧，用于对所述样品(1)进行限位；
所述导电定位环(12)还通过使用具有不同二次电子发射系数的材料来调控施加偏压时的等离子体密度。
3.根据权利要求1所述的样品支架，其特征在于，所述第一导电支架(2)的第一端面边缘开设倒角，用于防止电场在边缘处发生奇异现象；
所述多个第二通孔、多个第四通孔和多个第五通孔均围绕第一通孔21周向均匀开设，所述第一多圈环形凸台、第二多圈环形凸台、第三多圈环形凸台、第四多圈环形凸台和第五多圈环形凸台和第六多圈环形凸台均与所述第一通孔位置同心且以连续间隔隔开。
4.根据权利要求1所述的样品支架，其特征在于，所述样品支架还包括铜环(9)和绝缘环(6)，所述铜环(9)和绝缘环(6)均设置于所述水冷铜台(8)上，所述铜环(9)位于第三导电支架(4)外侧，所述绝缘环(6)抵接所述第三导电支架(4)的外侧面，用于隔开第三导电支架(4)与铜环(9)。
5.根据权利要求1所述的样品支架，其特征在于，所述第五导电支架(11)的第一端面卡接第三导电支架(4)的第二端面，具体包括：
所述第三导电支架(4)的第二端面还设有外凸的两级阶梯型环形台阶，包括第一级环形台阶和高于所述第一级环形台阶的第二级环形台阶，所述两级阶梯型环形台阶位于所述多个第五通孔的外侧，所述第一级环形台阶底面抵压所述第五导电支架(11)的第一端面。
6.根据权利要求1所述的样品支架，其特征在于，所述导电电极(7)的第一端外侧面旋合于所述中空结构中，具体包括：
所述中空结构为内螺纹，所述导电电极(7)的第一端外侧面具有外螺纹，所述导电电极(7)的第一端外侧面与所述中空结构形成螺栓连接。
7.根据权利要求6所述的样品支架，其特征在于，所述中空结构还具有部分无牙区域，用于使所述第三气流通路中的气流通过所述部分无牙区域流出所述样品支架；
所述导电电极(7)上除所述外螺纹之外的区域均使用绝缘材料包裹。
8.根据权利要求1所述的样品支架，其特征在于，所述绝缘层(5)隔开所述第五导电支架(11)与水冷铜台(8)，具体包括：
所述绝缘层(5)设置于所述水冷铜台(8)表面与所述第五导电支架(11)的第二端面之间，所述绝缘层(5)还设置于所述水冷铜台(8)的中间开孔区域与所述第五导电支架(11)的圆柱凸台外侧面之间。
9.根据权利要求1所述的样品支架，其特征在于，所述水冷铜台(8)背离所述绝缘层(5)的一面接地，所述导电电极(7)的第二端与所述水冷铜台(8)背离所述绝缘层(5)的一面之间还连接有直流电源，所述直流电源的负电极连接所述导电电极(7)的第二端。
10.根据权利要求4所述的样品支架，其特征在于，所述第一导电支架(2)、第二导电支架(3)、第三导电支架(4)、第四导电支架(10)、第五导电支架(11)和导电电极(7)均采用钼、石墨或不锈钢制成，所述绝缘层(5)和绝缘环(6)均采用刚玉、蓝宝石、氮化硼、氮化铝或氧化锆制成。
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