甲烷浓度对金刚石膜沉积质量的影响

• 作者: 汪建华 罗福平 翁俊 胡晖 苏帆
• 来源期刊: 武汉工程大学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 微波等离子 金刚石膜 甲烷浓度 质量
• 年，卷（期）: 2014,（5）
• 页码范围: 29-33
• 页数: 5页
• 分类号: O539|O484.1
• 字数: 4142字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-2869.2014.05.007

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.