| 氦气对MPCVD沉积金刚石的影响 |
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| 引用本文： | 曹为,马志斌,陶利平,高攀,李易成,付秋明.氦气对MPCVD沉积金刚石的影响[J].光谱学与光谱分析,2015(3):711-714. |
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| 作者姓名： | 曹为 马志斌 陶利平 高攀 李易成 付秋明 |
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| 作者单位： | 武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，湖北 武汉 430073 |
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| 摘 要： | 为了确定添加氦气对微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石膜的影响,采用发射光谱法(OES)在线诊断了CH_4-H_2-He等离子体的发射光谱特性,研究了He对等离子体内基团空间分布的影响;并利用扫描电子显微镜(SEM)和拉曼(Raman)光谱对不同He体积分数下沉积出的金刚石膜进行了表征。结果表明:随着He体积分数的增加,等离子体内H_α,H_β,H_γ,CH和C_2基团的谱线强度均呈上升趋势,其中H_α基团的谱线强度增加最大。光谱空间诊断发现He的加入导致等离子体中各基团的空间分布均匀性变差,造成沉积出的金刚石膜厚度极不均匀。沉积速率测试表明,He的加入导致碳源基团相对浓度增加,有利于提高薄膜的沉积速率,当He体积分数由0 vol.%增加至4.7 vol.%时,沉积速率提高了24%。SEM测试结果表明,随着He体积分数的增加,金刚石膜表面形貌由(111)晶面取向向晶面取向混杂转变,孪晶生长明显。高He(4.7 vol.%)体积分数下由于C_2基团的相对浓度较高,导致二次形核密度增加。此外,由于基片台受到等离子体的刻蚀和溅射作用,导致薄膜沉积过程中引入了金属杂质原子。二次形核和杂质原子的存在使得孪晶大量的产生,薄膜呈现出压应力。
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| 关 键 词： | 金刚石膜 发射光谱 氦气 孪晶 应力 |
Effect of Helium on Diamond Films Deposited Using Microwave PCVD |
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| CAO Wei,MA Zhi-bin,TAO Li-ping,GAO Pan,LI Yi-cheng,FU Qiu-ming.Effect of Helium on Diamond Films Deposited Using Microwave PCVD[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2015(3):711-714. |
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| Authors: | CAO Wei MA Zhi-bin TAO Li-ping GAO Pan LI Yi-cheng FU Qiu-ming |
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| Institution: | CAO Wei;MA Zhi-bin;TAO Li-ping;GAO Pan;LI Yi-cheng;FU Qiu-ming;Key Laboratory of Plasma Chemistry and Advanced Materials of Hubei Province,School of Materials Science and Technology,Wuhan Institute of Technology; |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Diamond films Optical emission spectroscopy Helium Twin Stress |
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