MP-CVD中CH4浓度对CH4/H2等离子体中基团的影响
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马志斌(1968-),男,湖北京山人,博士,教授 ,研究方向为低温等离子体技术及其应用.

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国家自然科学基金(10875093)资助项目 (武汉工程大学 材料科学与工程学院湖北省等离子体化学与新材料重点实验室,湖北 武汉 430073)


Effect of CH4concentration on the radicals of CH4/H2plasmas in MP-CV D
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    摘要:

    采用发射光谱法(OES)诊断了微波等离子体化学气 相沉积(MP-CVD)制备金刚石膜过程中CH4浓度对 CH4/H2等离子 体中基团分布的影响,并利用拉曼光谱对不同CH4浓度下沉积的金刚石膜生长面进行表 征。研究表明:CH4/H2等离子体中存在Hα、Hβ、Hγ、CH、C2基团,且各基团谱线强度随CH4浓度 的增加而增强,其中C2基团的光 谱强度显著增强;CH4/H2等离子体电子温度随CH4浓度的增加而上升;光谱空间诊 断发 现等离子体球中基团 沿径向分布不均匀,随CH4浓度增加,C2和CH基团分布的均匀性显著变差;沉积速率 测试表明,单纯增加CH4浓度不能有效提高金刚石膜的沉积速率;Raman光谱测试结果 表 明,低CH4浓度(0.8%)下沉积出的金刚石膜质量更理想。

    Abstract:

    Optical emission spectroscopy (OES) is used to diagnose the CH4/H2pl asma online during the synthesis of diamond film by microwave plasma chemical vapor deposition(MP -CVD).The effect of CH4concentration on the concentration and distribution of radicals in C H4/H2plasma is studied.The diamond films deposited in different CH4concentrations are in vestigated using Raman spectroscopy.The results show that the spectrum intensities of radicals of Hα,Hβ,Hγ,CH, C2increase with the increase of CH4concentration,especially,that of radical C2has notable improvement.The electron temperature of CH4/H2plasma increases with the increase of CH4concentration.The spectrum space diagnosis results show that the distri bution of the radicals in the plasma ball is uneven,and the uniformity of C2,CH radicals ten ds to poor with the increase of CH4concentration.The measurement of deposition rate shows that only increasing the CH4concentration is not useful for the growth rate of diamo n d films.The Raman spectra indicate that the diamond film deposited by lower CH4concentration (0.8%) has better quality.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

曹为,李国伟,吴建鹏,马志斌. MP-CVD中CH4浓度对CH4/H2等离子体中基团的影响[J].光电子激光,2013,(5):946~950

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  • 收稿日期:2012-11-06
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