直流热阴极PCVD法间歇生长模式制备金刚石膜.pdf

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直流热阴极法间歇生长模式制备金刚石膜姜宏伟,贾相华,尹龙承,前言黄海亮,陈玉强,彭鸿雁成分不断增加,喾蔷吭蜓杆偌跎伲佣纬式生长过程分为沉积阶段和刻蚀阶段,两个阶段交替进行。采用鷄馄住和Ⅺ①对所制金刚石膜的品直流热阴极等离子体,ㄖ票附鸶帐ぞ哂薪虾的放电稳定性,可以通过提高放电电流、工作气压,实现高质量、高速率制备金刚石膜¨引。但在一些直流热阴极生长工艺中,由于参数设置的局限性使得在连续性生长金刚石膜的过程中对非金刚石相的刻蚀不够充分,以致金刚石膜中存留了较多的杂质,影响了金刚石膜的质量。鸶帐さ脑又手饕S蟹蔷俊⑹俊氢等,其中,出现比较多的杂质是非金刚石炭相,即非晶炭和石墨。一般来说,通过调整工艺参数可以减少金刚石膜中的非金刚石炭相含量。由于气氛中大量氢原子的选择刻蚀作用,金刚石结构的高纯度的金刚石膜。但在很多条件下,金刚石晶粒问仍存在非晶炭和石墨,有时金刚石晶粒内也会含有嘣又省科学家们曾对金刚石膜间歇性生长中的形核阶段进行了研究,如瞄取攵孕魏私锥紊ぶ芷和刻蚀周期的比率,研究了⒉ǖ壤胱体增强技术中刻蚀时间问隔对金刚石膜性能的影响;周灵平等在二次形核时,针对形核阶段进行了“间歇沉积”的试验。而有关直流热阴极法间歇生长模式制备金刚石膜的研究却鲜见报道。为了进一步提高直流热阴极法金刚石膜的质量,笔者提出了直流热阴极法金刚石膜问歇生长的模式∞盒魏恕⒓湫J街芷谛陨ぁ其中,周期性生长过程分为两个阶段,沉积阶段和刻蚀阶段。’沉积和刻蚀轮流进行,如此循环直至金刚石膜达到所需要的厚度。该法的特点为在金刚石膜生长的过程中设置专门的周期性刻蚀阶段,在刻蚀过程开始时,炭源甲烷的供应被中断,使反应室中的甲烷浓度将变得很低,以抑制或部分中断金刚石膜的生长,导致氢气的刻蚀作用占据优势,刻蚀掉金刚石膜沉积过程中产生的杂质成分。这样,间歇沉积可从形核阶段,延伸到较长的生长阶段中。通常采用金刚石膜问歇生长的工艺参数为:总气压,总气体流量綥/删疞,甲烷体积分数ァ%,衬底温度为妗放电电压距笔者主要报道利用直流热阴极装置,采用间歇生长模式制备金刚石膜,并通过拉曼光谱、扫描电镜和湎哐苌湟堑仁侄伪碚魉平鸶帐的性能,考察问歇生长模式对金刚石膜质量的影响,旨在为建立金刚石膜的间歇生长模式提供理论依性的刻蚀阶段清除金刚石膜在一定生长期中形成的石墨和非晶碳等杂质,实现了金刚石膜生长的质量调控。间歇为血沉积时间为、刻蚀时间为保绷魅纫跫玃ḿ湫IつJ街票傅慕鸶帐ぶ械姆金刚石相杂质含量低于连续间歇生长模式制备的金刚石膜。缌缂ḿ据。第卷第年新型炭材料文章编号:—摘要:采用直流热阴极ḿ湫IつJ街票附鸶帐ぃü尤胫芷质进行了表征,并与同样生长条件下连续生长模式制备的金刚石膜样品进行了比较。结果表明,当单个生长周期关键词:直流热阴极;患湫IつJ剑唤鸶帐中图分类号:文献标识码:妫一。:鮤甤,档そΨ堆г豪硌г海诹档そ~收稿日期:;修回日期:旬基金项目:黑龙江省教育厅科研项目,牡丹江市科技攻关项目珿,牡丹江师范学院科研项目作者简介:姜宏伟,男,黑龙江宁安人,硕士,高级工程师,主要从事金刚石薄膜,高功率脉冲激光及应用技术研究..
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特征拉曼峰的刚值也随着鸶帐さ吖J夹碌囊峁胩致笛刚石踊逡籎,表明两种样品中的金刚石成分金刚石膜的沉积在直流热阴极装置中完成。衬底为的硅片,硅片放人生长腔之前在纳米金刚石粉乙醇悬浊液中超