晶面取向对同质外延单晶金刚石生长的影响

摘要

利用微波等离子体化学气相沉积法,在天然金刚石的(100)、(110)以及(111)晶面上进行了同质外延生长单晶金刚石的研究,分析了这三个晶面上同质外延生长的特点。结果表明,不同的晶面上金刚石的生长速率和形貌显著不同。(110)晶面生长速率最快,表面由一系列大小不同的四面体组成,(100)晶面次之,呈现出排列规整的生长台阶,而(111)晶面生长速率最低,表面光滑平整,(100)和(111)的这种二维生长表面粗糙度明显小于(110)的一维生长表面,而这些特点与其生长模式密切相关。虽然在(111)晶面生长出了质量理想、表面平整的单晶金刚石,但是与(100)和(110)晶面外延生长的单晶金刚石相比,其质量还是较低。