用直流等离子体辅助CVD法大面积沉积金刚石厚膜

摘要

采用两种改进的直流（DC）等离子体辅助化学气相沉积片，沉积了直径达100mm的金刚石厚膜，一种方法是采用多阴极的几何构造，另一种是采用单个大阴极几何构造，在采用第一种方法的情况下，我们采用了7个阴极的阵列，其温度维持在高于2100℃，以阻止碳沉积在阴极上，每个阴极与一个独立的直流电源相连，电源提供的电压和电流对每个阴极而言分别是在500－700伏和3－5安的范围，沉积时腔室压力为100乇，用这种方法形成的散射辉光非常稳定，足以用于生长厚度大于1mm的金刚石膜，在采用第二种方法时，我们使用单个大阴极，其温度大约为1100℃，在此温度下，也可避免碳沉积，我们采用的是脉冲电源，没有它，就不能防止电弧的产生，阴极直径是120mm，这使得散射辉光足够大，以至于可在直径100mm的基体上沉积金刚石，同时，也使散射辉光保持在非常稳定的状态，根据甲烷浓度的不同，金刚石厚膜的质量也不一样，颜色在白色到深灰色之间变化，沉积速度变化范围在2μm/h到10μm/h之间。