金刚石在MPCVD设备中的生长过程
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- 发布时间:2022-07-05 10:46
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【概要描述】金刚石在MPCVD设备中的生长需要保证MPCVD设备的真空性。将设备反应腔清洗,在基片台上放置已经预处理好的籽晶,关闭设备反应腔舱门,进行抽真空操作,待反应腔达到一定的真空度的时候,结束抽真空操作并通入反应气体,反应气体在微波场的激励下形成等离子体状态,反应气体成为各种活化基团,碳元素在籽晶上沉积,生长为金刚石。
金刚石在MPCVD设备中的生长过程
【概要描述】金刚石在MPCVD设备中的生长需要保证MPCVD设备的真空性。将设备反应腔清洗,在基片台上放置已经预处理好的籽晶,关闭设备反应腔舱门,进行抽真空操作,待反应腔达到一定的真空度的时候,结束抽真空操作并通入反应气体,反应气体在微波场的激励下形成等离子体状态,反应气体成为各种活化基团,碳元素在籽晶上沉积,生长为金刚石。
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金刚石在MPCVD设备中的生长过程
金刚石在MPCVD设备中的生长需要保证MPCVD设备的真空性。将设备反应腔清洗,在基片台上放置已经预处理好的籽晶,关闭设备反应腔舱门,进行抽真空操作,待反应腔达到一定的真空度的时候,结束抽真空操作并通入反应气体,反应气体在微波场的激励下形成等离子体状态,反应气体成为各种活化基团,碳元素在籽晶上沉积,生长为金刚石。
生长MPCVD金刚石所用的反应气体主要有氢气(H2)、甲烷(CH4),微波能量经过波导传输以及天线模式转换后进入谐振腔,在谐振腔内形成一定强度的微波交变电场,在交变电场的激励下,维持在低压状态下上述反应气体在微波场的作用下裂解成H、O原子或CH2、CH3、C2H2、OH等基团。含碳基团(CH2、CH3、C2H2)将在籽晶表面形成一种气固混合界面,在这个过程中,由于氢离子体刻蚀非晶碳或石墨(sp2)相的速度比刻蚀金刚石(sp3)相要快得多,因此金刚石表面的非金刚石相被快速刻蚀,从而实现金刚石生长。但实际上这个微观过程十分复杂,仅在氢气和甲烷两种原料气体所激发的等离子体中就至少有20种以上的由游离碳原子和氢原子构成的不同基团,而且相互之间不断进行转化。
通俗点来讲:利用MPCVD设备生长金刚石,就是先找一个籽晶,放在MPCVD设备中,在设备中通入氢气和甲烷等反应气体,经过微波能量的激励,反应气体就会形成各种活性基团,碳元素就会附着在籽晶上,进而形成金刚石。也就是,籽晶是一粒种子,反应气体是养料,种子不断的吸收养料,长大成为金刚石。
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