[发明专利]双频电感耦合射频等离子体喷射沉积金刚石的方法

摘要

一种双频电感耦合射频等离子体喷射沉积金刚石的方法，属于金刚石气相沉积制备技术领域。利用双频电感耦合射频等离子体来沉积金刚石。将双频电感耦合射频放电激发的等离子体以喷射的方式掠射过衬底表面，通过调节高、低频率的频率比和功率比，以及各个气相参数实现金刚石的稳定制备。优点在于，摒弃了鞘气冷却方式，减少了耗气量，在近104Pa数量级压强条件下，保证了反应气体的高离化率和有效基元数量空间分布的高均匀性，制备了从纳米到微米多种形貌的金刚石晶体。

主权项

一种双频电感耦合射频等离子体喷射沉积金刚石的方法，在双频电感耦合射频放电等离子体喷射化学气相沉积系统中进行；其特征在于，采用氩气，氢气和甲烷混合气体为等离子体源气体，在混合气体中，氩气，氢气的流量分别为1‑5slm，0.2‑1slm，甲烷流量与氢气的流量比为1％‑8％,；射频电感耦合放电采用双频率激发和维持等离子体，总激发功率为1‑10KW，高频功率为500‑2000W，低频功率为2500‑10000W，高频率与低频率的频率比在3～4范围；激发出的等离子体炬以等离子体运动轴线与衬底法线夹角为60°～90°的掠射角掠过衬底表面；沉积系统中的背底真空为10‑2‑10‑1Pa，当工作气体通入后，首先高频放电激发等离子体起辉，然后升高气压至预定压强5000‑15000Pa，打开低频电源，加热维持等离子体；衬底以机械镶嵌或者真空钎焊的方式固定在具有水冷功能的基座上，衬底的尺寸为1‑6cm2，衬底边缘距等离子体发生器喷口的距离为0.5‑3.0cm，沉积过程中，衬底温度保持在850℃～1100℃之间。