热丝化学气相沉积法制备优质微米/亚微米级单晶金刚石的研究

摘要

本文利用热丝化学气相沉积法(HFCVD),在硅片衬底上进行微米级(>1μm)及亚微米级(<1μm)单晶金刚石的沉积研究。微米级颗粒金刚石是以高温高压法(HPHT)制备的1μm金刚石颗粒为籽晶,通过甩胶布晶的方法,在衬底上均匀分布晶种,并通过合理控制沉积工艺参数,在衬底上形成晶形完好的单晶金刚石,在沉积2h后,可消除原HPHT籽晶缺陷,沉积6h后,生长出晶形良好的立方八面体金刚石颗粒(约4μm);对于亚微米级单晶金刚石,可直接在衬底上进行合成,通过调控沉积参数(如衬底预处理方法、偏压大小、沉积时间)对单晶金刚石的分布密度和颗粒度进行控制,经过2h的沉积,最终获得0.7μm的二十面体单晶金刚石。