金刚石沉积设备生长金刚石过程当中的主要影响因素

金刚石沉积设备生长金刚石过程当中的主要影响因素

金刚石的生长是一个很复杂的过程，有很多因素都可以对其造成影响，如：CH4/H2气氛下，碳源浓度、沉积温度和生长气压等。下面逐一介绍：

碳源浓度CH4/H2 是化学气相沉积金刚石的非常常用、简单的气源之一，在单晶金刚石生长的过程当中，甲烷浓度是一个很敏感的参数，不同的甲烷浓度直接影响到等离子体中各种活性物质的比例，对生长出来的金刚石的质量有直接影响。通常来讲，在一定的甲烷浓度范围内，金刚石的生长效率和甲烷浓度呈正相关，这是由于在其他工艺参数不变的情况下，甲烷浓度的增加，增加了等离子体中含碳活性基团的量，为金刚石的生长提供了更多的碳源基团，因而提高了金刚石的沉积速率。

 沉积温度在金刚石沉积过程当中是一个十分重要的参数，适当的温度范围可以有效提高金刚石生长的质量和效率。如温度过低，会造成大量非金刚石相的生成，破坏金刚石的生长，如温度过高，则会出现部分金刚石被气化而不可连续成膜。

在金刚石沉积过程当中，沉积气压是一个非常重要的参数，沉积气压的改变对等离子体状态有直接影响，随着气压的增加，等离子体体积更小，密度更高。沉积气压不仅对等离子体的功率密度产生影响，同时也对衬底的温度产生很大的影响，而等离子体的功率密度和衬底温度则是对金刚石的生长速率和生长质量更有着直接的影响。因此，需要在金刚石沉积过程当中维持在合适的沉积气压范围之内。