[发明专利]一种采用微波等离子体化学气相沉积法制备金刚石膜的方法

权利要求书

1.一种采用微波等离子体化学气相沉积法制备金刚石膜的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：打开MPCVD装置的反应腔，将基片台置于水冷台上，将表面预处理后的沉积基底置入基片台的中心凹槽中；

步骤二：关闭反应腔，抽真空至反应腔的气压为0.1-1.0Pa；

步骤三：通入高纯度氢气，其质量流量为500-6000sccm，当反应腔气压为500-3000Pa时，开启微波输入并调节功率为1-3kW、微波频率为915MHz/2450MHz，起辉产生等离子体；

步骤四：继续通入氢气，其质量流量为500-6000sccm，调节反应腔气压至10-15kPa，同步调节微波输入功率至5-75kW，当沉积基底温度达到700-800℃时开始通入碳烃气体，使金刚石在沉积基底表面形核，形核时间为15-40分钟；

步骤五：调节MPCVD装置的各项工艺参数进行金刚石膜的制备，其中微波输入功率为5-75kW、反应腔气压为10-20kPa、沉积基底温度为700-1000℃；

所述基片台与MPCVD装置的反应腔和水冷台之间为相互独立的结构。

2.根据权利要求1所述的一种采用微波等离子体化学气相沉积法制备金刚石膜的方法，其特征在于在上述工艺参数下，金刚石膜的沉积速度为1-15μm/小时，经过8-250小时的生长，得到厚度为0.1-3.0mm的金刚石膜。

3.根据权利要求1所述的一种采用微波等离子体化学气相沉积法制备金刚石膜的方法，其特征在于所述基片台包括用于放置沉积基底的中心凹槽、环形外凸出部、环形内凸出部、介于内外凸出部之间的环形凹槽及位于环形外凸出部外侧的外表面。

4.根据权利要求3所述的一种采用微波等离子体化学气相沉积法制备金刚石膜的方法，其特征在于所述环形外凸出部的高度大于环形内凸出部的高度。

5.根据权利要求3所述的一种采用微波等离子体化学气相沉积法制备金刚石膜的方法，其特征在于所述中心凹槽的底面与环形凹槽的底面不在同一水平面。

6.根据权利要求3所述的一种采用微波等离子体化学气相沉积法制备金刚石膜的方法，其特征在于所述沉积基底的厚度大于中心凹槽的深度。

7.根据权利要求3或6所述的一种采用微波等离子体化学气相沉积法制备金刚石膜的方法，其特征在于沉积基底置入中心凹槽后其上表面比环形外凸出部的高度低，比环形内凸出部的高度高。

8.根据权利要求3所述的一种采用微波等离子体化学气相沉积法制备金刚石膜的方法，其特征在于所述环形外凸出部的外表面为倾斜平面或者弧形面。

9.根据权利要求8所述的一种采用微波等离子体化学气相沉积法制备金刚石膜的方法，其特征在于所述倾斜平面或者弧形面的法线方向朝向基片台的外侧。