直喷式直流电弧等离子化学气相沉积法金刚石单晶外延层制备研究

人工晶体学报 ›› 2014, Vol. 43 ›› Issue (4): 748-753.

直喷式直流电弧等离子化学气相沉积法金刚石单晶外延层制备研究

刘杰;黑立富;陈广超;李成明;宋建华;唐伟忠;吕反修

北京科技大学材料科学与工程学院,北京,100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京100049

出版日期:2014-04-15 发布日期:2021-01-20
基金资助:
国家自然科学基金(51102013)

Growth of Diamond Single Crystal Epitaxial Layer by DC Arcjet Plasma Chemical Vapor Deposition at Blow-down Mode

LIU Jie;HEI Li-fu;CHEN Guang-chao;LI Cheng-ming;SONG Jian-hua;TANG Wei-zhong;LV Fan-xiu

Online:2014-04-15 Published:2021-01-20

摘要/Abstract

摘要： 采用非循环直流喷射(直喷式)直流电弧等离子化学气相沉积法,在Ar/H2/CH4气氛下,成功制备了金刚石单晶外延层.试验采用的是3 mm×3 mm×1.2 mm的高温高压Ib型金刚石单晶衬底.研究了不同衬底温度和甲烷浓度对金刚石单晶外延层的形貌,速率和晶体质量的影响.采用光学显微镜,激光共聚焦表征了样品的形貌,利用千分尺测量其生长速率,利用Raman表征其晶体质量,采用OES诊断Ar/H2/CH4等离子气氛下C2、CH与Hβ的相对浓度.研究表明,温度和甲烷浓度对单晶刚石形貌和质量产生了明显的影响.在衬底为温度980℃,甲烷浓度在1.5;的条件下,生长速率达到了36 μm/h,并且晶体质量较好(半高宽仅为1.88 cm-1).同时发现生长参数对金刚石单晶外延层的生长模式有着显著地影响.

中图分类号:

TQ164

刘杰;黑立富;陈广超;李成明;宋建华;唐伟忠;吕反修. 直喷式直流电弧等离子化学气相沉积法金刚石单晶外延层制备研究[J]. 人工晶体学报, 2014, 43(4): 748-753.

LIU Jie;HEI Li-fu;CHEN Guang-chao;LI Cheng-ming;SONG Jian-hua;TANG Wei-zhong;LV Fan-xiu. Growth of Diamond Single Crystal Epitaxial Layer by DC Arcjet Plasma Chemical Vapor Deposition at Blow-down Mode[J]. JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS, 2014, 43(4): 748-753.

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