高功率MPCVD装置制备金刚石膜工艺的研究

• 作者: 刘勇涛 刘睿家 周霖 李铜 查康 马杰
• 来源期刊: 材料科学
• 学科: 工学
• 关键词: 高功率 MPCVD 金刚石膜 OES 工艺参数
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 页码范围: 943-951
• 页数: 9页
• 分类号: TQ1

摘要

为了制备大尺寸的金刚石膜,以便于在光学、电子学等高技术领域的应用,西华大学先进数字辐射成像系统与器件科研团队研制了一台工作频率为2450 MHz,功率为15 kW,可生成大尺寸等离子体的高功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置。以氢气和甲烷为气源沉积金刚石膜,采用光学发射光谱法(OES)来检测等离子体中C2基团和原子氢的相对强度比值(IC2/IHa);利用Raman光谱表征金刚石膜的纯度和结晶质量,对影响金刚石膜生长速率和质量的工艺参数进行相关研究。结果表明:随着气压和CH4体积分数的增加,等离子体中IC2/IHa值增大,金刚石膜沉积速率将会加快,当CH4体积分数过高时,金刚石膜中出现石墨相,成膜质量开始下降。经实验研究得到一组较好的金刚石膜制备工艺参数,并在该工艺参数条件下制备出直径为2英寸、厚度为1.6 mm的高品质金刚石膜。