一种提高微波法制备金刚石膜生长速度的方法技术

技术编号:6883117 阅读:186 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及材料领域,特别是一种提高微波法制备金刚石膜生长速度的方法。一种提高微波法制备金刚石膜生长速度的方法,其特征在于它包括如下步骤:1)基片台系统的组装,基片台系统包括带有水冷冷却系统的不锈钢基片台、陶瓷棒、石英半环、真空腔体、微波源、波导通道;2)通过装卸门将基片放置在不锈钢基片台的上端面上;在含碳气体的气氛下,用微波放电的方式,在低气压下将在基片上方高聚集的含碳气源激发产生等离子体,并在基片上方形成等离子体密度高且稳定的等离子体球,从而达到提高化学气相沉积金刚石膜速率的目的;3)基片台系统的拆卸。本发明专利技术具有沉积速率快、金刚石膜质量高、工艺简单,易于操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域,特别是。
技术介绍
金刚石膜具有高硬度,高热导率,高化学稳定性等独特的物理化学性质,使其在许多领域受到广泛的关注[1]。如今主要是利用CVD法来实现对金刚石膜的沉积,其主要方法有热丝化学气相沉积(HFCVD)[2],燃烧火焰法[3],直流电弧等离子体炬法M,微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)[5]等。HFCVD法可以以较高的速度沉积金刚石膜,但金刚石膜质量往往因含有杂质而受到影响;燃烧火焰法在以较高的速率沉积金刚石膜时,对金刚石膜表面形貌却难以控制; 直流等离子体炬法能以较高的速度沉积出质量较高的金刚石膜,但需要消耗很大的能量。 在制备高质量金刚石膜的各种方法中,MPCVD法具有无极放电,功率大,沉积质量好等优点, 但沉积速率却有待提高。V. Ralchenko等人发现反应气体流量对MPCVD金刚石膜的生长有很大的影响[6]。参考文献1.满卫东,汪建华,王传新等.金刚石薄膜的性质,制备及应用[J].新型炭材料· 2002. 17(1) 62-70.2. S. K. Sarangi , A. Chattopadhyay, A. K. Chattopadh本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高微波法制备金刚石膜生长速度的方法,其特征在于它包括如下步骤:1)基片台系统的组装:基片台系统包括带有水冷冷却系统(1)的不锈钢基片台(2)、陶瓷棒(3)、石英半环(4)、真空腔体、微波源、波导通道(11);真空腔体上设有装卸门(10)、通气气路接头(7)、抽气气路接头(9)、观察窗(6)、进水管孔、出水管孔;水冷冷却系统(1)的进水管穿过进水管孔,水冷冷却系统(1)的出水管穿过出水管孔,通气气路接头(7)、装卸门(10)、观察窗(6)位于真空腔体的上部,通气气路接头(7)位于装卸门(10)、观察窗(6)的上方,抽气气路接头(9)位于真空腔体的底部,通气气路接头(7)、抽气气路接头(...

【技术特征摘要】
1.一种提高微波法制备金刚石膜生长速度的方法,其特征在于它包括如下步骤1)基片台系统的组装基片台系统包括带有水冷冷却系统(1)的不锈钢基片台(2)、陶瓷棒⑶、石英半环⑷、真空腔体、微波源、波导通道(11);真空腔体上设有装卸门(10)、通气气路接头(7)、抽气气路接头(9)、观察窗(6)、进水管孔、出水管孔;水冷冷却系统(1)的进水管穿过进水管孔,水冷冷却系统(1)的出水管穿过出水管孔,通气气路接头(7)、装卸门(10)、观察窗(6)位于真空腔体的上部,通气气路接头(7)位于装卸门(10)、观察窗(6) 的上方,抽气气路接头(9)位于真空腔体的底部,通气气路接头(7)、抽气气路接头(9)分别与真空腔体内的真空腔相通,通气气路接头(7)由通气管道与气源相连通,通气管道上设有控制阀,抽气气路接头(9)由抽气管道与抽气装置相连通,抽气管道上设有控制阀;真空腔体的上端口由波导通道(11)与微波源相连;不锈钢基片台(2)放置在真空腔体内的底部并位于中央,陶瓷棒(3)至少为4个,陶瓷棒(3)放置在真空腔体内并位于不锈钢基片台 (2)的四周,2个石英半环(4)位于真空腔体内并且放置在陶瓷棒(3)上,2个石英半环位于不锈钢基片台(2)外,2个石英半环(4)构成一个石英环;2)通过装卸门将基片(5)放置在不锈钢基片台(2)的上端面上;在含碳气体的气氛下,用微波放电的方式,在低气压下将在基片(5)上方高聚集的含碳气源激发产生等离子体,并在基片(5)上方形成等离子体密度高且稳定的等离子体球, 从而达到提高化学气相沉积金刚石膜速率的目的;3)基片台系统的拆卸金刚石膜沉积结束后,使基片台系统在真空环境下冷却,然后调节真空腔体的真空腔内的气压至常压,通过装卸门(10)取出基片(5)后,将2个石英半环(4)取出,然后将放陶瓷棒⑶取出,最后对真空腔体的真空腔抽真空至10_3-10_4kPa。2.根据权利要求1所述的一种提高微波法制备金刚石膜生长速度的方法,其特征在于所述的石英环的上端面与不锈钢基片台(2)的上端面位于同一水平面上,不锈钢基片台(2)与石英环之间的间隙为10-20mm。3.根据权利要求1所述的一种提高微波法制备金刚石膜生长速度的方法,其特征在于所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员:满卫东汪建华翁俊吕继磊朱金凤吴飞飞
申请(专利权)人:武汉工程大学
类型:发明
国别省市:83

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