微波等离子体化学气象沉积的工作原理？

微波等离子体化学气象沉积的工作原理？

微波等离子体化学气相沉积（简称MPCVD）法作为目前适合金刚石薄膜工业生产的主要方法之一, 与其他如热丝辅助化学气相沉积法（简称HFCVD）、直流等离子体化学气相沉积法（简称DC-PCVD）和射频等离子体化学气相沉积困顷让法（简称Rf-PCVD）等相比, 具有以下优点：① 沉积温度低；② 微波放电是无极放电, 无气体污染和电极腐蚀；电离和分解程度高, 原料气体分解充分, 等离子体密度高；④ 运行气压范围宽, 在高气压下能维持等汪局离子体；⑤ 微波等离子体密度涨落低, 重复性好, 等离子体参数（离子密度、电子温度）的调整较为方便；⑥ 衬底外形适应性强。由于MPCVD 法具有以上优点, 利用该方法制备的金刚石膜具有良好的微观结构和与基体的粘附性。 很多研究者都认为MPCVD法是制备电子学应用的金刚石膜的最适当的方法。

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CVD法制备金刚石膜的工艺已经开发出很多种，其中主要有：热丝法（Hot Filament CVD, 简称HFCVD）[1]、微波法（Microwave Plasma CVD, 简称MPCVD）[2]、直流等离子体炬法（DC Plasma-jet CVD）[3]和氧-乙炔燃烧火焰法（Oxy-acetylene Combustion Flame）[4]。其中，微波法是用电磁波能量来激发反应气体。由于是无极放电，等离子物坦宏体纯净，同时微波的放电区集中而不扩展，能激活产生各种原子基团如原子氢等，产生的离子的最大动能低，不会腐蚀已生成的金刚石。与热丝法相比，避免了热丝法中因热金属丝蒸发而对金刚石膜的污染[5]以及热金属丝对强腐蚀性气体如高浓度氧、卤素气体等十分敏感等缺点，使得在工艺中能够使用的反应气体的种类比HFCVD中多许多；与直流等罩册离子体炬相比，微波功率调节连续平缓，使得沉积温度可连续稳定变化，克服了直流电弧法中因电弧的点火及熄灭而对衬底和金刚石膜的巨大热冲击而造成在DC plasma-jet CVD中金刚石膜很容易从基片上脱落[6]；通过对MPCVD沉积反应室结构的结构调整，可以在沉积腔中产生信空大面积而又稳定的等离子体球，因而有利于大面积、均匀地沉积金刚石膜，这一点又是火焰法所难以达到的[7]，因而微波等离子体法制备金刚石膜的优越性在所有制备法中显得十分的突出

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.通过用MPCVD 的方法得出掺重硼的外延金刚石薄膜生长在（1 1 1） 面导向类型 Ib 金刚石表面。薄膜的详细增长信息被描述在其它地方 [2,3,5]。从直流磁化测量和硼浓度据估计n∽6*1021cm-3[5]，得出超导转变温度是 Tc= 5.4 K。含硼金刚石膜在真空高压室450 摄氏度下和插入到冷而不会破坏真空转移杆的扫描手谨隧道显微镜头下退火。根据的光电子能谱 [13,14]，退火过程可用来减少在膜表面产生的氢氧污染，因为光电子强度在退火后增加。

STMSTS 测量是基于的 STM (UNISOKU，USM 1300SD2 )在特高压 P1010 托尔一些温度条件下He致冷器的温度得出的。当凝聚3He温度达到基本温度《0.3K时，STMSTS 可在温度降到0.47 K时操作。用木炭泵的He致冷器可以在0.47 K需要凝聚时保持样品浓度48小时。A机械锋利的 PtCIr 电线被用作稳定与结盟进程提示，它垂直导向向（111）掺硼金刚石薄膜的表面。微分方程隧道谱或者是通过数值鉴别伏安曲线或者是直接利用锁定放大器得出；这两铅搏种方法产量类似的结果。根据一系列偏差和当前值，STS 隧槐薯祥道典型参数测量是 V=5C10mV 和I= 5C100 pA。可以用剪切压电元素的STM 顶部粗xCy 阶段，用于在该示例中的宏观定位提示，所以带高质量表面的扫描区域可选择宏观 STM/STS测量。