使用自行研制的MPCVD装置,在功率为8 kW条件下、气体由四种方式进出反应腔体时,在直径65 mm的Si基片上制备了金刚石膜.分别利用数字千分尺和Raman光谱对金刚石膜的厚度和品质均匀性进行了表征.使用Comsol软件模拟了不同进出气方式下腔体内部气体流场的分布,并分析了气体进出方式与所制备金刚石膜均匀性之间的关系.研究表明,反应气体进出位置的改变对等离子体的状态没有明显的影响,但对膜的厚度和品质均匀性有影响较大.气体由中间腔体侧壁上的进气孔进入时,容易造成膜厚度和品质的不均匀性.气体由耦合天线的圆盘中心的进气孔进入时,膜厚度和品质的均匀性明显提高,而由锥形反射体底平面上的出气孔排出时均匀性最优.反应气体流场分布的不均匀性和等离子体区域流速的差异是导致金刚石膜厚度和品质不均匀性的主要原因.
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(4):1-7. |
| [2] | Manfred Thumm.MPACVD-diamond windows for high-power and long-pulse millimeter wave transmission[J].Diamond and Related Materials,20019-10(9-10):1692-1699. |
| [3] | 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,201012(12):1446-1452. |
| [4] | 于盛旺;刘艳青;唐伟忠;申艳艳;贺志勇;唐宾.工艺参数对高功率MPCVD金刚石膜择优取向的影响研究[J].人工晶体学报,2012(4):868-871. |
| [5] | 安康;刘小萍;李晓静;钟强;申艳艳;贺志勇;于盛旺.新型高功率MPCVD金刚石膜装置的数值模拟与实验研究[J].人工晶体学报,2015(6):1544-1550. |
| [6] | An, K.;Yu, S. W.;Li, X. J.;Shen, Y. Y.;Zhou, B.;Zhang, G. J.;Liu, X. P..Microwave plasma reactor with conical-reflector for diamond deposition[J].Vacuum: Technology Applications & Ion Physics: The International Journal & Abstracting Service for Vacuum Science & Technology,2015:112-120. |
| [7] | 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. |
| [8] | H. Yamada;A. Chayahara;Y. Mokuno.Numerical analyses of a microwave plasma chemical vapor deposition reactor for thick diamond syntheses[J].Diamond and Related Materials,20069(9):1389-1394. |
| [9] | H. Yamada;A. Chayahara;Y. Mokuno.Simulation of temperature and gas flow distributions in region close to a diamond substrate with finite thickness[J].Diamond and Related Materials,200610(10):1738-1742. |
| [10] | Ralchenko V..Quality of diamond wafers grown by microwave plasma CVD: effects of gas flow rate[J].Diamond and Related Materials,19992 Mar(2 Mar):189-193. |
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