烷和氢气,甲烷和氢气被离化,并达到水冷沉积台的衬底,在衬底上成核、生长金刚石薄膜。
而且这种方法制备金刚石薄膜,不禁速度快,而且质量高,还无电磁污染。
但是,由于喷射等离子体的速度场合温度场不均匀,使其沉积范围内膜厚不均,会呈梯形分布。
在沉积速度过快时,膜的表面不平整,就会大大降低膜的致密度。
看到这,陈舟古怪的笑了笑:“看来,太快了也不好……”
但是整体来说,这种方法还是很有研究潜力的。
陈舟在草稿纸上做着记录,并把自己的想法记在一旁。
把dapcvd法的相关文献看完后,陈舟右手滑动鼠标,点开了一个新的pdf文件。
最后一个制备方法。
微波等离子体cvd法,也就是mpcvd法。
是四十三所所采用的的方法。
也是陈舟查这么文献的目的。
和dapcvd法被报道的时间,仅相隔一年。
这也是目前用于沉积金刚石薄膜最为广泛的方法。
这种方法最先是通过一种轴向的天线耦合器,将2~5w的矩形微波进行导转换,在大气压下形成等离子体。
而高压等离子体就会由耦合器的“针孔”处喷射到水冷的样品台上,继而形成金刚石薄膜。
和dapcvd法使用的气源相同,主要是氩气,反应气体是甲烷和氢气。
现如今,这种方法已经形成了多种形式。
不过不管是按真空室的形成来分的石英管式、石英钟罩式和带有微波窗的金属腔体式,还是按微波与等离子体的耦合方式来分的表面波耦合式、直接耦合式和天线耦合式。
它们的沉积速率,都是和微波功率有关的。
举个例子,用5kw微波功率的mp/h的速率沉积工具级金刚石薄膜,以8μm/h的速率沉积热沉级金刚石薄膜,以3μm/h的速率沉积光学级金刚石薄膜。
而用10kw微波功率的时候,他的沉积速率可以达到25μm/h。
也就是说,通过增大微波功率,可以提高金刚石薄膜的沉积速率。
除此之外,金刚石薄膜的沉积速率还和气体压力有关。
在高微波功率,高的甲烷与氢气体积流量比,160torr气体压力下,可以制备出150μm/h的多晶金刚石薄膜。
如果在同等条件下,将压力提高至310torr下,可以制备出165μm/h的单晶金刚石薄膜。
“气体压力……”
“微博功率……”
陈舟在草稿纸上写下这两个词汇。
拿笔点了两下,随手便划了两个圈。
这是重点。
放下笔,陈舟滑动鼠标,继续看文献的内容。
mpcvd法之所以会成为最广泛的方法,是因为这种方法比dapcvd法制备的金刚石薄膜质量更好。
很好的解决了膜的致密度不高的问题同时,还可以产生大体积的金刚石薄膜。
此外,这种方法还能在曲面或者复杂表面上进行金刚石薄膜的沉积。
而且mpcvd法无内部电极,可以避免电极放电污染和电极腐蚀。
可以说是满足了制备高质量金刚石薄膜的条件。
但是,就像四十三所实验室的装置一样,mpcvd法的沉积速率是硬伤。
看完了这篇详细介绍mpcvd法的文献后,陈舟不禁想到。
“如果有dapcvd法一半的速度,再加上mpcvd法的制备质量,那这事不就成了吗?”
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