直流热阴级PCVD法制备金刚石膜的研究

Study of Diamond Film Deposition with DC Hot cathode PCVD Method

为了提高金刚石膜的成品率、生长速率和膜的质量，本文建立了直流热阴极辉光ＰＣＶＤ法快速生长高品质金刚石膜的工艺。我们用该方法很容易制备出１ｍｍ以上的金刚石厚膜，热导率达１２Ｗ／ｃｍ·Ｋ以上。制做的拉丝模的使用寿命是国产聚晶拉丝模的５倍以上。该方法制备金刚石膜的装置是在原直流辉光装置上改进而成，装置主要包括：电源、真空获得、进气系统、水冷系统，电极等。阴级用Ｔａ制成，并间接水冷。基片采用Ｍｏ片、Ｓｉ片等。原料气体使用Ｈ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ５ＯＨ。其中Ｃ２Ｈ５ＯＨ用一路Ｈ２携带。乙醇瓶内气压维持常压，气体流量由质量流量计控制。用该方法制备金刚石膜主要工艺条件由表１给出。表１制备金刚石膜主要工艺条件电流密度０．４～１．０Ａ／ｃｍ２极间电压８００～１０００Ｖ极间距离２～４ｃｍ反应气体压强１．５×１０４～３×１０４ＰａＨ２：ＣＨ４：（Ｃ２Ｈ５ＯＨ＋Ｈ２）１００：（１～５）：（１０～５０）阴极温度１０００～１４００℃基片温度８００～１２００℃从制备的金刚石膜的激光拉曼光谱图上可以看出，拉曼散射峰位的波数为１３３２ｃｍ－１，在１５５０ｃｍ－１和１５８０ｃｍ－１附近几乎没有非晶碳峰和石墨峰，金刚石膜质量优良。实验发现，制备金刚?