初始真空度对金刚石氮含量的影响

在量子计算、辐射探测器等领域,对金刚石中的氮含量有着严苛的要求,高品质天然金刚石昂贵且稀缺。随着微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备单晶金刚石技术愈发成熟,人工合成高纯金刚石将会代替天然金刚石。本文探究真空腔中不同的初始真空度对MPCVD生长金刚石氮含量的控制,探索金刚石含氮量与腔体初始空度的相关性。方法 利用5.0kW的微波设备,在2.4x10-1Pa~2.4X10-4Pa不同初始真空度的情况下,探究生成单晶金刚石的含氮量。结果 据SIMS与EPR表明,随着真空腔体初始真空度的不断提高,生成的CVD单晶金刚石中的孤氮含量也相应减少。当初始真空度2.4x10-1Pa时,生长出的单晶金刚石中N含量为6.8ppb;在2x10-4Pa时,生长出的单晶金刚石中N含量为2.5ppb。结论 真空腔体中初始真空度提高,有助于单晶CVD金刚石中的N浓度进行一定程度的控制。