氮气体积浓度对高微波功率沉积金刚石膜的影响

• 作者: 刘繁 周璐 孙祁 汪建华 王小安 翁俊 陈义 黄平
• 来源期刊: 金刚石与磨料磨具工程
• 学科: 工学
• 关键词: 氮气体积浓度 高功率 微波等离子体 化学气相沉积 金刚石膜
• 年，卷（期）: 2015,（3）
• 页码范围: 23-28
• 页数: 6页
• 分类号: TQ164
• 字数: 3869字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13394/j.cnki.jgszz.2015.3.0005

摘要

本研究在实验室自制的10 kW 圆柱形多模谐振腔式 MPCVD 装置中,研究了高功率沉积环境下,氮气在不同基片温度下对沉积的金刚石膜的影响。利用 SEM 表征对金刚石膜表面形貌的变化进行了分析,并结合 Raman 以及 XRD 的表征结果,分析了不同沉积温度下,氮气体积浓度与金刚石膜质量和晶粒尺寸间的关系。结果表明：引入氮气会同时起到提高沉积速率和增加二次形核的作用,并且金刚石膜的质量会随氮气体积浓度的增加而下降。随着基片温度的降低,N2对金刚石膜的影响将更多的表现为增加二次形核率。在基片温度为750℃时,通过研究不同氮气体积浓度下金刚石膜晶粒尺寸和结晶度的变化,得出当氮气体积浓度保持在0.03%~0.07%之间时,能获得晶粒尺寸为50 nm 左右且结晶度较好的纳米金刚石膜。