金剛石沉積設(shè)備生長(zhǎng)金剛石過(guò)程當(dāng)中的主要影響因素

金剛石沉積設(shè)備生長(zhǎng)金剛石過(guò)程當(dāng)中的主要影響因素

金剛石的生長(zhǎng)是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，有很多因素都可以對(duì)其造成影響，如：CH4/H2氣氛下，碳源濃度、沉積溫度和生長(zhǎng)氣壓等。下面逐一介紹：

碳源濃度CH4/H2 是化學(xué)氣相沉積金剛石的非常常用、簡(jiǎn)單的氣源之一，在單晶金剛石生長(zhǎng)的過(guò)程當(dāng)中，甲烷濃度是一個(gè)很敏感的參數(shù)，不同的甲烷濃度直接影響到等離子體中各種活性物質(zhì)的比例，對(duì)生長(zhǎng)出來(lái)的金剛石的質(zhì)量有直接影響。通常來(lái)講，在一定的甲烷濃度范圍內(nèi)，金剛石的生長(zhǎng)效率和甲烷濃度呈正相關(guān)，這是由于在其他工藝參數(shù)不變的情況下，甲烷濃度的增加，增加了等離子體中含碳活性基團(tuán)的量，為金剛石的生長(zhǎng)提供了更多的碳源基團(tuán)，因而提高了金剛石的沉積速率。

?沉積溫度在金剛石沉積過(guò)程當(dāng)中是一個(gè)十分重要的參數(shù)，適當(dāng)?shù)臏囟确秶梢杂行岣呓饎偸L(zhǎng)的質(zhì)量和效率。如溫度過(guò)低，會(huì)造成大量非金剛石相的生成，破壞金剛石的生長(zhǎng)，如溫度過(guò)高，則會(huì)出現(xiàn)部分金剛石被氣化而不可連續(xù)成膜。

在金剛石沉積過(guò)程當(dāng)中，沉積氣壓是一個(gè)非常重要的參數(shù)，沉積氣壓的改變對(duì)等離子體狀態(tài)有直接影響，隨著氣壓的增加，等離子體體積更小，密度更高。沉積氣壓不僅對(duì)等離子體的功率密度產(chǎn)生影響，同時(shí)也對(duì)襯底的溫度產(chǎn)生很大的影響，而等離子體的功率密度和襯底溫度則是對(duì)金剛石的生長(zhǎng)速率和生長(zhǎng)質(zhì)量更有著直接的影響。因此，需要在金剛石沉積過(guò)程當(dāng)中維持在合適的沉積氣壓范圍之內(nèi)。