熱絲化學(xué)氣相沉積法制備單晶金剛石的試驗研究

打開文本圖片集

摘要  熱絲化學(xué)氣相沉積法沉積區(qū)域可達12英寸（30.48 cm），其具備大批量生產(chǎn)單晶金剛石的潛力。采用尺寸為3 mm×3 mm×1 mm，（100）取向的單晶金剛石為基體，利用熱絲化學(xué)氣相沉積法以甲烷和氫氣為前驅(qū)體，同時通入少量氮氣進行同質(zhì)外延生長。結(jié)果表明，在熱絲溫度為2200 ℃、碳源濃度為4%、腔體氣壓為4 kPa的條件下，單晶金剛石以3.41 μm/h的速度生長，表面無多晶、破口、孔洞等缺陷；外延層X射線衍射光譜在（400）面處峰值的半高寬為0.11°，低于基體的半高寬0.16°，證明外延層具有較高的晶體質(zhì)量；氮氣的引入可以提升單晶金剛石的生長速度，同時降低外延層的晶體質(zhì)量，較高的氮氣濃度還會使得單晶金剛石的生長模式轉(zhuǎn)為島狀生長。（剩余9031字）