MPCVD设备生长单晶金刚石前籽晶预处理

 MPCVD设备生长单晶金刚石前籽晶预处理

     MPCVD设备生长金刚石的过程当中，除除功率、气压、温度、漏气率、气源种类和比例等工艺参数外、籽晶自身的质量也是重要的工艺参数。目前通常用作金刚石生长的籽晶的晶面取向主要有（100）、（110）、（111）和（113）四种。在以上四个晶面中，由于（100）晶面在生长过程当中产生缺点和孪晶的概率比较小，适合生长高质量、大尺寸的单晶厚膜，且该晶面的籽晶较于其他晶面更容易抛光处理且容易得到低缺点的衬底，目前，大多MPCVD设备生长金刚石是在这个晶面上外延生长的。

     金刚石在生长过程当中，籽晶表层损伤以及杂质的存在都会造成单晶金刚石的生长质量下降，所以在生长单晶金刚石前，需要对籽晶进行必要的预处理，主要有以下几个步骤：

首先，对籽晶边缘多晶进行切割，这是由于边缘效应造成籽晶四周多晶的生长速率要远大于中间位置单晶金刚石的生长速率，这样就会造成四周的多晶会向中心位置扩散，影响单晶金刚石的生长；

第二步，对籽晶进行抛光处理，进行粗抛和精抛，这样金刚石就会拥有平整光滑的表层，从而减小在生长过程当中基团的扩散壁垒；

第三步，对籽晶进行酸洗，这是由于抛光后的籽晶表层可能存在一些金属杂质，因此需要进行酸处理排除掉金属杂质。稀酸是使用硝酸、浓硫酸和水按照 一定的比例进行配置，配置结束后，将籽晶放入稀酸中且在加热炉上进行煮沸操作；

第四步，去离子操作，这一步的作用是为了去除金刚石表层的有机杂质和无机离子。