在微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)多晶金刚石的过程中,利用发射光谱法(OES)诊断等离子体中活性基团的分布情况,研究了沉积气压、CH_4体积分数以及气体流量对等离子体中基团谱峰强度的影响,讨论了相关基团与金刚石沉积速率和质量之间...在微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)多晶金刚石的过程中,利用发射光谱法(OES)诊断等离子体中活性基团的分布情况,研究了沉积气压、CH_4体积分数以及气体流量对等离子体中基团谱峰强度的影响,讨论了相关基团与金刚石沉积速率和质量之间的关系.结果表明:在微波功率800 W下,气压从12 k Pa增加到16 k Pa,等离子体中各基团浓度均显著增加,有利于提高金刚石的沉积速率.气压16 k Pa、功率800 W时,CH_4体积分数从2%增加到7%,C_2基团峰值强度从12 600 cps增加到24 800 cps,而氢原子峰值强度从60 000 cps变为61 000 cps,导致C_2基团与氢原子浓度比值从0.21增加到0.40,金刚石的沉积速率虽然提高,但沉积质量下降.当沉积气压和CH_4体积分数分别从16 k Pa、4%提高到18 k Pa、6%时,C_2基团峰值强度从28 000 cps增加到37 000 cps,同时保持了C_2基团与氢原子浓度比值约0.28不变,既保证了金刚石沉积质量又显著提高了金刚石的沉积速率.等离子体体系中基团浓度基本不受气体流量变化的影响.展开更多
文摘在微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)多晶金刚石的过程中,利用发射光谱法(OES)诊断等离子体中活性基团的分布情况,研究了沉积气压、CH_4体积分数以及气体流量对等离子体中基团谱峰强度的影响,讨论了相关基团与金刚石沉积速率和质量之间的关系.结果表明:在微波功率800 W下,气压从12 k Pa增加到16 k Pa,等离子体中各基团浓度均显著增加,有利于提高金刚石的沉积速率.气压16 k Pa、功率800 W时,CH_4体积分数从2%增加到7%,C_2基团峰值强度从12 600 cps增加到24 800 cps,而氢原子峰值强度从60 000 cps变为61 000 cps,导致C_2基团与氢原子浓度比值从0.21增加到0.40,金刚石的沉积速率虽然提高,但沉积质量下降.当沉积气压和CH_4体积分数分别从16 k Pa、4%提高到18 k Pa、6%时,C_2基团峰值强度从28 000 cps增加到37 000 cps,同时保持了C_2基团与氢原子浓度比值约0.28不变,既保证了金刚石沉积质量又显著提高了金刚石的沉积速率.等离子体体系中基团浓度基本不受气体流量变化的影响.
