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微波等离子体化学气气相沉积(MPCVD)制备金刚石膜的优点是什么?

常见问题

2020-03-13 10:33:52

来源:网络

作者:沃特塞恩

早上个世纪80年代初,日本N.Setaka等人用热丝CVD法沉积出了高质量多晶金刚石膜。自此以后,出现了许多不同化学气相沉积金刚石膜系统,其中主要有:热丝法(Hot Filament CVD, 简称HFCVD)、微波等离子体CVD法(Microwave Plasma CVD, 简称MPCVD)、直流等离子体炬法(DC Plasma-jet CVD)氧-乙炔燃烧火焰法(Oxy-acetylene Combustion Flame)。


其中,微波等离子体CVD法是用电磁波能量来激发反应气体。由于是无极放电,等离子体纯净,同时微波的放电区集中而不扩展,能激活产生各种原子基团如原子氢等,产生的离子的最大动能低,不会腐蚀已生成的金刚石。


 与其他方法比较,微波等离子体化学气相沉积MPCVD的优点如下:


与热丝法HFCVD相比,避免了热丝法中因热金属丝蒸发而对金刚石膜的污染以及热金属丝对强腐蚀性气体如高浓度氧、卤素气体等十分敏感等缺点,使得在工艺中能够使用的反应气体的种类比HFCVD中多许多;


与直流等离子体炬相比,微波功率调节连续平缓,使得沉积温度可连续稳定变化,克服了直流电弧法中因电弧的点火及熄灭而对衬底和金刚石膜的巨大热冲击而造成在DC plasma-jet CVD中金刚石膜很容易从基片上脱落;


与氧-乙炔燃烧火焰法相比较,通过对MPCVD沉积反应室结构的结构调整,可以在沉积腔中产生大面积而又稳定的等离子体球,因而有利于大面积、均匀地沉积金刚石膜,这一点又是火焰法所难以达到的,因而微波等离子体法制备金刚石膜的优越性在所有制备法中显得十分的突出。

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