一种硅基纳米金刚石薄膜的制备方法

摘要

一种硅基纳米金刚石薄膜的制备方法，采用直流等离子喷射CVD制备，步骤如下：1）刻制圆柱体型石墨基台，并在其上表面中心刻出圆形凹槽；2）用金刚石微粉在硅片表面产生划伤和缺陷；3）在真空条件下通入反应气体在硅片上沉积纳米金刚石薄膜，沉积过程包括形核和生长并采用不同的工艺参数；4）缓慢降至常温即可。本发明的优点是：该制备方法将硅片置于石墨基台的圆形凹槽内，通过对温度场的模拟，有效地降低了硅片沉底的表面温度，通过控制沉积参数利用直流等离子喷射CVD制备的纳米金刚石薄膜杂质少、晶像一致、无缺陷，且生长速度较微波等离子CVD快、面积大，有利于大规模生产。

主权项

一种硅基纳米金刚石薄膜的制备方法，其特征在于：采用直流等离子喷射CVD制备，步骤如下：1)刻制圆柱体型石墨基台，并在其上表面中心刻出圆形凹槽；2)用金刚石微粉在硅片表面产生划伤和缺陷；3)将处理后的硅片放置在上述石墨基台的凹槽内，将石墨基台置于CVD设备的铜基台上，石墨基台与喷射口距离40mm，将反应室的压强抽至‑100以下，分别通入氢气，氩气，甲烷，其中氩气作为电离气体、甲烷作为碳源、氢气作为氢源，在硅片上沉积纳米金刚石薄膜，沉积过程包括形核过程和生长过程，形核过程的工艺参数：气体流量分别为氢气6slm(标准升/分钟)、氩气4slm、甲烷100sccm(标况毫升/分钟)、腔压5000Pa、弧电压110v、弧电流90A、基片温度900℃、保温时间为10min，然后转入生长过程，生长过程的工艺参数：气体流量分别为氢气6slm、氩气2slm、甲烷60sccm、腔压5000Pa、弧电压110v、弧电流90A、基片温度1000℃、保温时间为50min；4)将上述硅片降至常温，先后关闭甲烷，氢气，最后逐渐关闭氩气，整个降温过程持续5min，即可制得硅基纳米金刚石薄膜。