工艺参数对高功率MPCVD金刚石膜择优取向的影响研究

人工晶体学报, 2012, 41(4): 868-871.

工艺参数对高功率MPCVD金刚石膜择优取向的影响研究

于盛旺 ^1, , 刘艳青 ^2, , 唐伟忠 ^3, , 申艳艳 ^4, , 贺志勇 ^5, , 唐宾 ^6,

1.太原理工大学表面工程研究所,太原030024;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083

2.北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083

3.北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083

4.太原理工大学表面工程研究所,太原030024

5.太原理工大学表面工程研究所,太原030024

6.太原理工大学表面工程研究所,太原030024

基金项目: 国家自然科学基金(51071106)

关键词：金刚石膜 , 高功率MPCVD , 工艺参数 , 择优取向

Effects of Process Parameters on the Preferred Orientation of Diamond Films Deposited by MPCVD

使用自行研制的椭球谐振腔式MPCVD装置,以H2-CH4为气源、沉积功率8 kW条件下,在不同CH4浓度、沉积温度和气体流量工艺条件下制备了大面积金刚石膜.使用X射线衍射仪对金刚石膜的择优取向的变化规律进行了研究.实验结果表明,高功率条件下工艺参数对金刚石膜的择优取向有不同程度的影响.在CH4浓度由0.5％上升到1.0％时,金刚石膜的择优取向由(220)转变为(111),由1.O％上升到2.5％时,则由(111)转变为(220)以及(311)；在700 ～ 1050℃温度范围内,随着沉积温度的升高,金刚石膜(111)择优取向生长的倾向增高,当沉积温度高于1050℃时,金刚石膜改变了原先的以(111)择优取向生长的趋势,变为了以(100)择优取向生长；在气体流速为200～1000 sccm范围内时,随气体流量的增加,金刚石膜(111)择优取向的倾向增加.当气体流量大于1000sccm时,金刚石膜(111)择优取向的倾向又稍有降低.

参考文献

[1]	吕反修,唐伟忠,李成明,陈广超,佟玉梅.大面积光学级金刚石自支撑膜研究进展[J].红外技术,2003(04):1-7.
[2]	Takeshi Tachibana;Yutaka Ando;Akihiko Watanabe .Diamond films grown by a 60-kW microwave plasma chemical vapor deposition system[J].Diamond and Related Materials,2001(9-10):1569-1572.
[3]	Tsan-Heui Chein;Jin Wei;Yonhua Tzeng .Synthesis of diamond in high power-density microwave methane/hydrogen/oxygen plasmas at elevated substrate temperatures[J].Diamond and Related Materials,1999(8-9):1686-1696.
[4]	K.W. Hemawan;T.A. Grotjohn;D.K. Reinhard .Improved microwave plasma cavity reactor for diamond synthesis at high-pressure and high power density[J].Diamond and Related Materials,2010(12):1446-1452.
[5]	于盛旺,李晓静,张思凯,范朋伟,黑鸿君,唐伟忠,吕反修.新型MPCVD装置在高功率密度下高速沉积金刚石膜[J].功能材料,2011(09):1722-1726.
[6]	于盛旺,范朋伟,李义锋,刘艳青,唐伟忠.椭球谐振腔式MPCVD装置高功率下大面积金刚石膜的沉积[J].人工晶体学报,2011(05):1145-1149.
[7]	WANG Feng-ying,郭会斌,TANG Wei-zhong,吕反修.圆柱形和椭球形谐振腔式MPCVD装置中微波等离子体分布特征的数值模拟与比较[J].人工晶体学报,2008(04):895-900,907.

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