微波等离子体化学气相沉积设备微波系统的仿真优化与验证

• 作者: 曹光宇 王心洋 黄翀
• 来源期刊: 人工晶体学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 微波等离子体化学气相沉积 微波系统 谐振腔 金刚石膜 透光率 杂质含量
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1896-1903,1910
• 页数: 9页
• 分类号: O484
• 语种: 中文

摘要

微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法产生的等离子体密度高,材料外延生长过程可控性好且洁净度高,是制备高质量金刚石膜的重要方法.基于谐振腔理论和三维全波电磁场仿真,对MPCVD设备微波系统中谐振腔、模式转换器、样品托等影响微波传输效率及电场分布形态的部件进行设计和优化,并通过对微波传输系统关键参量的测试和监控,研究系统调试变量对金刚石外延生长的影响.基于自研的MPCVD设备,实现较高品质金刚石膜的合成,金刚石有效生长区域为?50 mm圆面,外延生长速度10～25μm/h,单晶样品的表征结果显示合成的金刚石透光率接近理论值,材料的结晶程度良好,氮、硅等杂质含量较低.