MPCVD制备金刚石中的光谱分析

• 作者: 丁康俊 付秋明 张田田 马志斌 黄宏伟
• 来源期刊: 武汉工程大学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 微波等离子体化学气相沉积 发射光谱 CH4体积分数 活性基团
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程
• 页码范围: 39-44
• 页数: 6页
• 分类号: O78
• 字数: 3982字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-2869.2017.01.007

摘要

在微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）多晶金刚石的过程中，利用发射光谱法（OES）诊断等离子体中活性基团的分布情况，研究了沉积气压、CH4体积分数以及气体流量对等离子体中基团谱峰强度的影响，讨论了相关基团与金刚石沉积速率和质量之间的关系.结果表明：在微波功率800 W下，气压从12 kPa增加到16 kPa ，等离子体中各基团浓度均显著增加，有利于提高金刚石的沉积速率.气压16 kPa、功率800 W时，CH4体积分数从2%增加到7%，C2基团峰值强度从12600 cps增加到24800 cps，而氢原子峰值强度从60000 cps变为61000 cps，导致C2基团与氢原子浓度比值从0.21增加到0.40，金刚石的沉积速率虽然提高，但沉积质量下降.当沉积气压和CH4体积分数分别从16 kPa、4%提高到18 kPa、6%时，C2基团峰值强度从28000 cps增加到37000 cps，同时保持了C2基团与氢原子浓度比值约0.28不变，既保证了金刚石沉积质量又显著提高了金刚石的沉积速率.等离子体体系中基团浓度基本不受气体流量变化的影响.