气体进出方式对MPCVD大面积金刚石膜均匀性的影响

发布时间：2017-10-25 01:03

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【摘要】：使用自行研制的MPCVD装置,在功率为8 k W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。
【作者单位】： 太原理工大学材料科学与工程学院表面工程研究所;中国兵器科学研究院宁波分院;北京控制工程研究所;
【关键词】： 气体进出方式 MPCVD 金刚石膜 均匀性 流场模拟
【基金】：山西省自然科学基金(2013011012-4) 浙江省公益技术应用项目(2014C31113) 宁波市自然科学基金项目(2014A610012) 国家自然科学基金(51474154,11405114)
【分类号】：TQ163
【正文快照】： (Received 20 November 2015,accepted 7 January 2016)1引言微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)制备的高品质金刚石膜具有优异的物理和化学性能,在军事、航空航天及国民经济的许多领域都具有十分广阔的应用前景[1-3]。要克服MPCVD沉积速率低的问题,实现大面积高品质金刚石膜的

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本文编号：1091329