二氧化碳对同质外延生长单晶金刚石内应力的影响

作者：贾元波; 满卫东^*; 伍正新; 梁凯; 林志东^*

来源：人工晶体学报, 2023, 52(01): 34-40.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20221207.005

• 单晶金刚石
• MPCVD
• 同质外延
• 内应力
• 二氧化碳

本文研究了在反应气体中引入不同浓度的CO2对微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法同质外延生长单晶金刚石内应力的影响，并对其作用机理进行了分析。研究发现，随着CO2浓度增加，单晶金刚石内应力逐渐减小，这是由于添加的CO2提供了含氧基团，可以有效刻蚀金刚石生长过程中的非金刚石碳，并能够降低金刚石中杂质的含量，从而避免晶格畸变，减少生长缺陷，并最终表现为单晶金刚石内应力的减小，其中金刚石内应力以压应力的形式呈现。此外反应气体中加入CO2可以降低单晶金刚石的生长速率和沉积温度，且在合适的碳氢氧原子比(5∶112∶4)下能够得到杂质少、结晶度高的单晶金刚石。

• 单位
  武汉工程大学