负偏压形核法增强金刚石薄膜附着力研究

在微波等离子体化学气相沉积装置中 ,研究了负偏压形核对金刚石薄膜与WC 6 %硬质合金刀具附着力的影响。结果表明 ,负偏压形核不仅能增加金刚石的核密度 ,还能改善金刚石核在WC晶粒上分布的均匀性 ,增加膜基有效结合面积 ,从而增加金刚石薄膜附着力。因负偏压形核时含碳离子被偏压电场加速 ,对刀具表面产生溅射作用 ,采用铜替代置换钴的刀具 ,使用负偏压形核反而降低薄膜附着力 ;而采用磁控溅射镀铜的刀具 ,使用负偏压形核则能进一步提高金刚石薄膜的附着力。

金刚石薄膜负偏压形核的边缘效应

在微波等离子体化学气相沉积装置中 ,研究了金刚石薄膜在Si(1 0 0 )面上的负偏压形核行为 ,结果表明 ,偏压大小对金刚石的形核均匀性有显著影响 ,而甲烷浓度主要影响形核时间 ,对金刚石的最大核密度影响不大。在硅片尺寸小于钼支撑架时 ,形核行为存在明显的边缘效应 ,即在偏压值低于 - 1 5 0V时 ,硅片边缘金刚石核密度急剧降低 ,远低于硅片中央 ;在甲烷浓度比较低时 ,硅片边缘核密度要高于中间。研究表明 ,造成这种现象的主要原因是硅片下的钼支撑架发射电子所致 。