金剛石沉積設(shè)備生長金剛石過程當(dāng)中的主要影響因素

金剛石沉積設(shè)備生長金剛石過程當(dāng)中的主要影響因素

金剛石的生長是一個很復(fù)雜的過程，有很多因素都可以對其造成影響，如：CH4/H2氣氛下，碳源濃度、沉積溫度和生長氣壓等。下面逐一介紹：

碳源濃度CH4/H2 是化學(xué)氣相沉積金剛石的非常常用、簡單的氣源之一，在單晶金剛石生長的過程當(dāng)中，甲烷濃度是一個很敏感的參數(shù)，不同的甲烷濃度直接影響到等離子體中各種活性物質(zhì)的比例，對生長出來的金剛石的質(zhì)量有直接影響。通常來講，在一定的甲烷濃度范圍內(nèi)，金剛石的生長效率和甲烷濃度呈正相關(guān)，這是由于在其他工藝參數(shù)不變的情況下，甲烷濃度的增加，增加了等離子體中含碳活性基團(tuán)的量，為金剛石的生長提供了更多的碳源基團(tuán)，因而提高了金剛石的沉積速率。

?沉積溫度在金剛石沉積過程當(dāng)中是一個十分重要的參數(shù)，適當(dāng)?shù)臏囟确秶梢杂行岣呓饎偸L的質(zhì)量和效率。如溫度過低，會造成大量非金剛石相的生成，破壞金剛石的生長，如溫度過高，則會出現(xiàn)部分金剛石被氣化而不可連續(xù)成膜。

在金剛石沉積過程當(dāng)中，沉積氣壓是一個非常重要的參數(shù)，沉積氣壓的改變對等離子體狀態(tài)有直接影響，隨著氣壓的增加，等離子體體積更小，密度更高。沉積氣壓不僅對等離子體的功率密度產(chǎn)生影響，同時也對襯底的溫度產(chǎn)生很大的影響，而等離子體的功率密度和襯底溫度則是對金剛石的生長速率和生長質(zhì)量更有著直接的影響。因此，需要在金剛石沉積過程當(dāng)中維持在合適的沉積氣壓范圍之內(nèi)。