本文關(guān)鍵詞： 熱絲化學(xué)氣相沉積 金剛石薄膜 生長(zhǎng)速率 光譜診斷　出處：《真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：提高生長(zhǎng)速率是降低金剛石薄膜應(yīng)用成本的關(guān)鍵因素之一,目前研究的提高速率的方法中以偏壓電子增強(qiáng)為主,而該方法不適宜表面復(fù)雜的刀具涂層。本文通過(guò)在無(wú)偏壓熱絲化學(xué)氣相沉積沉積金剛石薄膜條件下添加少量的Ar,成功將生長(zhǎng)速率提高3倍,并采用等離子發(fā)射光譜研究了其反應(yīng)機(jī)制,尤其對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)電子溫度的變化做出了詳細(xì)推理分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用掃描電鏡、Raman光譜進(jìn)行表征。結(jié)果表明:氬氣的添加不僅可促進(jìn)二次成核,使得晶粒尺寸達(dá)到納米級(jí),而且一定量的氬氣(8%~32%)可提高金剛石薄膜的生長(zhǎng)速率,當(dāng)氬氣含量在8%~32%范圍內(nèi)時(shí),金剛石薄膜的生長(zhǎng)速率隨氬氣濃度增大而增大,本實(shí)驗(yàn)獲得最高生長(zhǎng)速率達(dá)3.75μm/h,是無(wú)Ar情況下的3倍。光譜診斷顯示的主要基團(tuán)為CO(283~370nm),CH(387.0 nm),H_β(486 nm),H_α(656.3 nm),氬氣添加后這些基團(tuán)的光譜強(qiáng)度均顯著增強(qiáng)。當(dāng)氬氣含量為7%~30%時(shí),電子溫度與氬氣濃度成正比,為金剛石薄膜的生長(zhǎng)提供了更優(yōu)越的條件,生長(zhǎng)速率得到提高。
[Abstract]:Increasing the growth rate is one of the key factors to reduce the application cost of diamond films, the present research methods to improve the speed of electronic bias mainly enhancement and the method is not suitable for the cutting tool coating surface complex. Through adding a small amount of Ar without bias HFCVD Diamond film deposition conditions, the growth rate will be successful increased 3 times, and the plasma emission spectra of the reaction mechanism, especially for electronic temperature reaction system changes made detailed reasoning and analysis. The experimental results by scanning electron microscopy, Raman spectra were characterized. The results showed that the addition of argon gas can not only promote the two times of nucleation, the grain size reaches the nanometer level, and some the amount of argon (8%~32%) can improve the growth rate of diamond films, when the argon content in the range of 8%~32%, the growth rate of diamond film with argon gas concentration increased Large increases in this experiment, the highest growth rate of up to 3.75 m/h, 3 times Ar cases. The main groups of spectrum diagnosis of displaying the CO (283~370nm), CH (387 nm), H_ beta (486 nm), H_ (656.3 nm), after adding argon spectral intensity of these groups were significantly enhanced. When the argon content is 7%~30%, and the electron temperature is proportional to the concentration of argon, provide more favorable conditions for the growth of diamond films, the growth rate increased.

【作者單位】： 武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院等離子體化學(xué)新材料湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):11575134)的資助
【分類號(hào)】：TQ163;TB383.2
【正文快照】： 在過(guò)去的十年時(shí)間里,研究者就化學(xué)氣相沉積(CVD)金剛石的生長(zhǎng)速率做了大量的研究工作,但突破主要是在單晶的生長(zhǎng)方面,Yan等[1]的研究報(bào)道顯示首次將單晶的生長(zhǎng)速率提高到了150μm/h,對(duì)于多晶金剛石薄膜的生長(zhǎng)速率的研究大致還是停留在電子增強(qiáng)的時(shí)代。通過(guò)偏壓或者射頻確實(shí)可

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