在CH4-H2微波等离子体中添加H2O对大面积金刚石膜生长的研究

摘要

用自制的微波功率为5千瓦的微波等离子体(MWCVD)装置,研究了在CH4-H2反应气体中添加安全廉价的H2O代替O2金刚石膜的沉积状况,以H2/CH4/H2O作为反应气体,成功制备了厚度达到1.1毫米,面积达20平方厘米的金刚石厚膜.在沉积温度为700-900℃范围内,研究了CH4/H2=3.0%,H2O/H2=0.0-2.4%范围内金刚石膜沉积的速率,均匀性,形貌以及质量的变化规律.研究结果表明,在反应气体CH4/H2中添加适量H2O能降低金刚石膜中非金刚石碳的含量,提高金刚石膜厚度的均匀性,并对反应气体中添加H2O对CVD金刚石膜生长影响机理进行了阐述.