形核密度与氢等离子体处理对沉积CVD金刚石薄膜的影响

摘要

本实验利用2 kW微波等离子体化学气相沉积(CVD)设备,系统探究了不同形核密度和氢等离子体处理对CVD金刚石膜沉积的影响.利用扫描电镜、X射线衍射和Raman光谱对样品的形貌、结构和质量进行了表征,结果表明:形核密度越低,金刚石膜的晶粒尺寸越大,且随着时间的延长,较低形核密度和高形核密度下沉积的金刚石膜能分别获得<110>取向和<111>.当给予合适的生长环境,不同形核密度下沉积的金刚石膜均能获得较高的质量.因此,金刚石厚膜的沉积,可以考虑在低形核密度的环境下进行.另外,在相对较低的基片温度和腔体气压下进行氢等离子体处理,可以在保证金刚石膜表面CHx含量变化不大的情况下,充分减少金刚石膜表面或亚表面的非金刚石相,进一步地提高金刚石膜的质量.