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工艺参数对高功率MPCVD金刚石膜择优取向的影响研究
  • ISSN号:1000-985X
  • 期刊名称:《人工晶体学报》
  • 时间:0
  • 分类:O484[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]太原理工大学表面工程研究所,太原030024, [2]北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金(51071106)
中文摘要:

使用自行研制的椭球谐振腔式MPCVD装置,以H2-CH4为气源、沉积功率8 kW条件下,在不同CH4浓度、沉积温度和气体流量工艺条件下制备了大面积金刚石膜。使用X射线衍射仪对金刚石膜的择优取向的变化规律进行了研究。实验结果表明,高功率条件下工艺参数对金刚石膜的择优取向有不同程度的影响。在CH4浓度由0.5%上升到1.0%时,金刚石膜的择优取向由(220)转变为(111),由1.0%上升到2.5%时,则由(111)转变为(220)以及(311);在700~1050℃温度范围内,随着沉积温度的升高,金刚石膜(111)择优取向生长的倾向增高,当沉积温度高于1050℃时,金刚石膜改变了原先的以(111)择优取向生长的趋势,变为了以(100)择优取向生长;在气体流速为200~1000 sccm范围内时,随气体流量的增加,金刚石膜(111)择优取向的倾向增加。当气体流量大于1000sccm时,金刚石膜(111)择优取向的倾向又稍有降低。

英文摘要:

Polycrystalline diamond film was grown by using H2-CH4 as the source gas in a newly developed ellipsoidal MPCVD reactor at an input microwave power of 8 kW, different methane concentration, deposition temperature and gas flow. The selectivity of crystal orientation was examined by using X-ray diffraction. The results show that the change of process parameters have a significant effect on preferred orientation of diamond films at high microwave power. When CH4 concentration increased from 0.5% to 1%, the preferred (200) growth orientation of the diamond films was changed to (111 ) orientation. However, the ( 111 ) orientation changed to (220) and (311 ) preferred orientations when the CH4 concentration increased from 1.0% to 2.5%. In the temperature range of 700-1050 ℃, ( 111 ) preferred growth orientation was enhanced as the temperature increasing. At 1050 ℃ and above, the diamond films grow at (100) preferred orientation instead of (111) preferred orientation. Moreover, the preferred ( 111 ) orientation of the diamond films was enhanced as the gas flow rate increases from 200 to1000 sccm, whereas it showed a decrease when the gas flow increased to 1000 sccm and above.

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期刊信息
  • 《人工晶体学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国建材工业协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会 晶体生长与材料专业委员会 中材人工晶体研究院
  • 主编:余明清
  • 地址:北京市733信箱
  • 邮编:100018
  • 邮箱:
  • 电话:010-65492963 65492968 65493320
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-985X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2637/O7
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1997年获国家科技优秀期刊,获部级优秀科技期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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