[發明專利]基于螺旋波等離子體技術制備氮摻雜類金剛石薄膜的方法

有效

• 申請號: 201711472724.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108085657B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 陳佳麗;錢嘉偉;金成剛;吳雪梅;諸葛蘭劍
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/505
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;胡益萍

1.一種基于螺旋波等離子體技術制備氮摻雜類金剛石薄膜的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）清洗Si襯底，將清洗后的Si襯底固定在沉積室內的基片臺上，將放電室和沉積室均抽至本底真空；

（2）將高純Ar氣體從放電室的左端通入到放電室內，Ar氣體的純度為99.999%、流量為40-60 sccm，在軸向磁場環境中，打開射頻電源，射頻頻率為2-60MHz、射頻功率為300-2000W，軸向磁場強度為300-5000Gs，實現螺旋波等離子體放電，形成Ar等離子體，Ar等離子體運動至Si襯底上，使用Ar等離子體清洗基片臺和Si襯底；

（3）待基片臺和Si襯底清洗完成后，向沉積室內通入高純CH₄氣體和高純N₂氣體，CH₄氣體的純度為99.999%、流量為20-40sccm，N₂氣體的純度為99.999%、流量為10-30 sccm，高純CH₄氣體和高純N₂氣體噴射在基片臺前方，Ar等離子體將高純CH₄氣體和高純N₂氣體離化，在Si襯底上形成氮摻雜類金剛石薄膜；

（4）關閉射頻電源和所有氣源，待放電室和沉積室重新抽至本底真空后，關閉真空，通入高純Ar氣體使放電室和沉積室內的氣壓升至大氣壓。

2.根據權利要求1所述的基于螺旋波等離子體技術制備氮摻雜類金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，采用丙酮、酒精和去離子水依次對Si襯底進行超聲波清洗。

3.根據權利要求1所述的基于螺旋波等離子體技術制備氮摻雜類金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，本底真空的真空度為5×10^-5 -1×10^-4 Pa。

4.根據權利要求1所述的基于螺旋波等離子體技術制備氮摻雜類金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述步驟（2）中，清洗Si襯底的時間為5-20min。

5.根據權利要求1所述的基于螺旋波等離子體技術制備氮摻雜類金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述步驟（4）中，本底真空的真空度為5×10^-5 -1×10^-4 Pa。