氩气浓度对氮掺杂金刚石膜的影响

人工晶体学报, 2012, 41(6): 1624-1628.

氩气浓度对氮掺杂金刚石膜的影响

吴春雷 ^1, , 郑友进 ^2, , 朱瑞华 ^3, , 王丹 ^4, , 付斯年 ^5, , 黄海亮 ^6,

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基金项目: 牡丹江师范学院博士启动基金(MSB201006) 牡丹江市科技攻关项目(G2011g0004) 牡丹江师范学院青年科研项目(QY201003)

关键词：直流热阴极PCVD , 氮掺杂 , Ar浓度 , 纳米金刚石膜 , 电阻率

Influence of Ar Concentration on Nitrogen-doped Diamond Film

采用直流热阴极等离子体化学气相沉积(DC-PCVD)方法,以三聚氰胺(C3H6N6)的甲醇(CH3OH)饱和溶液为掺杂源,通过改变反应气氛中的Ar浓度,在P型Si(111)基片上沉积了氮掺杂纳米金刚石膜.采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线衍射仪、霍尔测试系统等分析了不同Ar浓度对氮掺杂金刚石膜生长特性的影响.结果表明:随着Ar浓度的增加,膜的晶粒尺寸逐渐减小,表面变得光滑平整；由拉曼G峰漂移引起的压应力先减小后增大；膜的导电性能变好.且由于C3H6N6的引入,使得在较低的Ar浓度下(H2/Ar流量比为100/100时),即可制得晶粒尺寸在30 ～ 50 nm的高质量的金刚石膜样品,远低于H2/Ar体系的Ar浓度为90％的阈值.

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