甲烷浓度对金刚石膜沉积质量的影响

摘要：

在10 kW微波等离子化学气相沉积装置中,采用甲烷和氢气作为气源,在直径为50 mm的P型(100)单晶硅片上进行了不同甲烷浓度条件下金刚石薄膜的制备研究.利用扫描电子显微镜和激光Raman光谱仪对所制备的金刚石膜进行表征.结果表明:较高的甲烷浓度(2％,体积分数)虽然可以加快金刚石膜生长速率,但离解反应气体的能量相对减弱,晶粒尺寸较小;此时原子氢刻蚀作用也会较弱,非金刚石相含量增加,残留的杂质越来越多,金刚石纯度不高,薄膜的质量较差.随着甲烷浓度的降低,金刚石膜(100)晶面充分显现,薄膜质量逐渐变好.然而过低的甲烷浓度(0.5％,体积分数)会导致有利于金刚石生长的含碳活性基团含量降低,使金刚石膜生长缓慢,晶粒尺寸难以长大.

关键词：微波等离子、金刚石膜、甲烷浓度、质量

所属期刊栏目：36

分类号：O539;O484.1(等离子体物理学)

资助基金：国家自然科学基金项目11175137;武汉工程大学科学教育基金11111051

在线出版日期：2014-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：29-33