原位光发射谱研究横向偏压金刚石薄膜生长过程

无机材料学报

原位光发射谱研究横向偏压金刚石薄膜生长过程

廖源^1,2; 尚乃贵²; 李灿华²; 王冠中^1,2; 马玉蓉²; 方容川²

1.中国科学技术大学结构分析开放实验室; 2. 中国科学技术大学物理系, 合肥 230026

收稿日期:1999-11-18 修回日期:1999-12-06 出版日期:2000-12-20 网络出版日期:2000-12-20

In Situ Optical Emission Spectroscopy of the Diamond Film Growth Process in Transverse Bias

LIAO Yuan^1,2; SHANG Nai-Gui²; LI Can-Hua²; WANG Guan-Zhong^1,2; MA Yu-Rong²; FANG Rong-Chuan ²

1.Structure Research Laboratory; 2. Department of Physics; University of Science and Technology of China; Hefei 230026; China

Received:1999-11-18 Revised:1999-12-06 Published:2000-12-20 Online:2000-12-20

摘要/Abstract

摘要： 利用热丝ＣＶＤ方法研究了横向偏压对金刚石薄膜成核和生长的影响．实验表明，随着偏流的增加，金刚石在光滑硅衬底上的成核密度得到显著提高，最高可达１．１×１０^８ｃｍ^－２，但是横向偏压不利于金刚石薄膜的生长．原位光发射谱研究发现，横向偏流的增加提高了原子氢和ＣＨ基团的浓度，导致衬底表面非晶碳层的形成，这可能是造成横向偏压促进金刚石成核却不利于金刚石薄膜生长的主要原因．

关键词: 金刚石薄膜, 横向偏压, 原位光发射谱, 非晶碳层

Abstract: The nucleation and growth of diamond film under transverse bias was investigated in a hot-filament
chemical vapor deposition system. It was shown that the nucleation density of diamond is enhanced with the increasing of transverse bias
current. A nucleation density of 1.1×10⁸cm^-2 can be obtained, but transverse bias is harmful to the growth of diamond film. In situ
optical emission spectroscopy technology was used to study the diamond film deposition process. The results showed that the improvement of the
nucleation density and the harm of the growth may be caused by the abundance of atomic hydrogen and CH radical which is favorable to the formation
of thin amorphous carbon layers.

Key words: diamond film, transverse bias, in situ optical emission spectroscopy, amorphous carbon layer

中图分类号:

O484

廖源,尚乃贵,李灿华,王冠中,马玉蓉,方容川. 原位光发射谱研究横向偏压金刚石薄膜生长过程[J]. 无机材料学报.

LIAO Yuan,SHANG Nai-Gui,LI Can-Hua,WANG Guan-Zhong,MA Yu-Rong,FANG Rong-Chuan. In Situ Optical Emission Spectroscopy of the Diamond Film Growth Process in Transverse Bias[J]. Journal of Inorganic Materials.

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