高取向金刚石薄膜的制备

• 作者: 崔晓慧 彭环洋 汪建华 熊礼威 龚国华
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: MPECVD 甲烷体积分数 氮气流量 高取向 金刚石薄膜 表面形貌
• 年，卷（期）: 2016,（11）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术
• 页码范围: 10-15
• 分类号: TG174.44
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.11.002

摘要

目的 研究不同甲烷体积分数、不同氮气流量分别对金刚石(111)面、(100)面生长的影响,实现在最佳工艺下制备高取向金刚石薄膜.方法 采用微波等离子体增强化学气相沉积法制备高取向(111)面、(100)面金刚石薄膜,实验前一组(1#-3#)以CH4/H2为气源,后一组(4#-5#)以CH4/H2/N2为气源,通过采用SEM、XRD分析不同甲烷体积分数下(111)面和不同氮气流量下(100)面的生长形貌、晶粒尺寸以及金刚石晶面特征峰强弱,同时还使用Raman测试两组分别改变甲烷体积分数、氮气流量工艺下金刚石特征峰、石墨峰的变化趋势.结果 前一组随着甲烷体积分数的增加,金刚石(111)面逐渐清晰可见,低甲烷体积分数为2％时,H等离子体对金刚石表面刻蚀严重,形成少量表面粗糙的(111)面,当甲烷体积分数升到4.5％时,(111)面生长非常均匀,金刚石质量较高,继续提高甲烷体积分数,薄膜中非金刚石的含量增加,金刚石质量下降.后一组随着氮气流量的增加,金刚石(100)面的生长非常整齐平滑,在氮气流量为5 cm3/min时,(100)面比较粗糙,由于有含氮基团的加入,其生长速率加快,进一步升高氮气流量到10 cm3/min时,含氮基团的择优生长促进(100)面占据整个界面,同时削弱了其他晶面的生长.结论 前一组甲烷体积分数为4.5％时,(111)面占据整个生长面,生长非常均匀,同时XRD测试金刚石(111)面特征峰也达到最强.后一组氮气流量为10 cm3/min时,(100)面表面光洁度和平整度达到最佳.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	汪建华	武汉工程大学材料科学与工程学院	123	698	14.0	19.0
2	熊礼威	武汉工程大学材料科学与工程学院	37	243	9.0	14.0
3	崔晓慧	武汉工程大学材料科学与工程学院	8	47	3.0	6.0
4	彭环洋	武汉工程大学材料科学与工程学院	5	25	2.0	5.0
5	龚国华	武汉工程大学材料科学与工程学院	5	11	2.0	3.0