[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

摘要

本发明公开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，属于晶体合成技术领域。该方法中，基片台置于微波等离子体化学气相沉积金刚石膜装置反应腔体内的水冷台上，其结构包含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外凸出部外侧的外表面。该基片台独立于反应腔体及水冷台，用于放置沉积基底并在其上方形成均匀稳定的电场及等离子体分布，提高所制备的金刚石膜的均匀性，同时能够有效防止基片台非沉积区域生成的杂质溅射至沉积基底上污染金刚石膜。本发明具有设计制作简单、能够制备大面积金刚石膜、适合于制备不同尺寸及厚度的金刚石膜、制备的金刚石膜品质高等优点。

主权项

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。