(111)晶面同质外延生长单晶金刚石的研究

• 作者: 付秋明 吴超 宋修曦 王传新 马志斌 高攀 黄宏伟
• 来源期刊: 真空科学与技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 单晶金刚石 化学气相沉积 同质外延 (111)晶面 斜面
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 所属期刊栏目: 功能薄膜
• 页码范围: 524-528
• 分类号: TQ163
• 语种: 中文
• DOI: 10.13922/j.cnki.cjovst.2016.05.05

摘要

利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,在天然金刚石衬底的(111)晶面上同质外延生长单晶金刚石,研究了沉积温度、CH4浓度以及小角度偏离(111)晶面的衬底对金刚石生长的影响.采用SEM和Raman对外延生长的金刚石进行表征,结果表明:高沉积温度、高CH4浓度条件下,金刚石呈现出无序的多晶生长现象,随着沉积温度的降低,形貌和质量明显提高,在低沉积温度条件下金刚石表现出一致的单晶生长,但是表面形貌较为粗糙.进一步降低CH4浓度可外延生长质量高、表面平整的单晶金刚石,速率达4.7 μm/h.使用倾斜抛光方法将部分衬底面偏离(111)晶面约6°,对比实验发现,微小偏离(111)晶面的斜面衬底在高沉积温度、高CH4浓度条件下也能生长出质量较好的单晶金刚石,生长速率明显提高,达到了9μm/h.