915 MHz高功率MPCVD装置制备大面积高品质金刚石膜

作者：李义锋; 唐伟忠^*; 姜龙; 葛新岗; 张雅淋; 安晓明; 刘晓晨; 何奇宇; 张平伟; 郭辉^*; 孙振路

来源：人工晶体学报, 2019, 48(07): 1262-1267.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2019.07.013

• 915 MHz
• MPCVD
• 金刚石薄膜

采用自行研制的915 MHz/75 k W高功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置,在输入功率60 k W,沉积气压20 k Pa的条件下制备了直径5英寸的大面积自支撑金刚石膜,并对金刚石膜的厚度,热导率,线膨胀系数,结晶质量,光学透过率等参数进行了表征。实验结果表明,制备的大面积自支撑金刚石厚膜均匀完整,相关性能参数达到较高水平,具有较好质量。热学级金刚石膜的生长厚度超过5 mm,生长速率达到12. 5μm/h;室温25℃热导率2010 W·m-1·K-1,180℃条件下的热导率仍达到1320 W·m-1·K-1;室温25. 4℃时线膨胀系数为1. 07×10-6℃-1,300℃时升高至2. 13×10-6℃-1。光学级金刚石膜的生长厚度接近1 mm,生长速率约为2. 3μm/h,厚度偏差小于±2. 7%;双面抛光后的金刚石膜厚度约为700μm,其Raman半峰宽为2. 0 cm-1,PL谱中未出现明显与氮相关的杂质峰;其光学吸收边约为223 nm,270 nm处的紫外透过率接近60%,在8～25μm范围内的光学透过率超过70%。

• 单位
  北京科技大学; 河北省激光研究所