在实验室自制的10 kW微波等离子体化学气相沉积装置中,分析了高功率微波等离子体环境中甲烷浓度对金刚石膜生长的影响.利用等离子体发射光谱诊断分析高功率微波等离子体放电环境的特征,同时利用SEM及Raman光谱对不同沉积条件下获得的金刚石膜的形貌及质量进行表征,以确定高功率微波等离子体环境下金刚石膜生长的最优甲烷浓度范围.实验表明在保持微波功率为5000 W,CH4/H2≤1％时,金刚石膜中二次形核现象明显,晶粒尺寸较小;CH4/H2≥2.5％时,金刚石膜可获得较大的晶粒,但易于产生孪晶体;CH4/H2=1.5％～2％时,可获得晶粒完整且质量较高的金刚石膜.
甲烷 高微波功率 微波等离子体 化学气相沉积