氢气流量对大面积金刚石膜沉积的影响

为了实现大面积金刚石膜的高速均匀沉积，在新型多模微波等离子体装置中，利用微波等离子体（Microwave plasma chemical vapor deposition，MPCVD）技术，对大面积金刚石膜沉积过程中气体流场、电子密度和温度、基团分布及金刚石膜质量进行研究。流场模拟结果表明，多模MPCVD装置在高气体流量下依旧保持良好的流场稳定性。等离子体光谱结果表明，随着氢气流量的上升活性基团的强度上升。氢气流量在400 cm3/min以内时，活性基团可在基底表面对称均匀分布。电子密度和电子温度随着氢气流量的上升先上升后下降，在500 cm3/min达到最大，分别为2.3×1019/m3和1.65 eV。在氢气流量为300 cm3/min时可在直径为100 mm的钼基底上实现大面积金刚石膜的均匀沉积，金刚石膜中心和边缘处拉曼光谱FWHM值为4.39 cm-1和4.51 cm-1，生长速率为5.8 μm/h