一种环形阶梯同轴天线式微波等离子体化学气相沉积装置。包括：2.45GHz微波电源、矩形波导、三销钉调配器、短路活塞、同轴线模式转换器、环形阶梯同轴天线、环形石英窗、圆柱形微波谐振腔、测温窗口、观察窗口、进气口、排气口、冷却水口、可升降式衬底台结构、可升降式基台调谐结构。环形阶梯同轴天线由从上至下分别由三个不同直径的环形阶梯凹槽构成，对微波电场和等离子体具有压缩效应，使微波电场和等离子体在衬底表面上方分布更加均匀。环形石英窗安置于环形阶梯同轴天线下方，远离等离子体，提升设备真空性的同时避免了等离子对石英介质窗口的刻蚀。本装置用于制备单晶金刚石和多晶金刚石膜，可实现高功率、高腔压下金刚石单晶或大面积薄膜的高质量均匀沉积。