[發明專利]一種制備超納米金剛石薄膜的方法

有效

• 申請號: 202011165540.7
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112281136B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 曾一
• 申請（專利權）人: 曾一
• 主分類號: C23C16/27
• 分類號: C23C16/27;C23C16/02
• 代理公司: 成都魚爪智云知識產權代理有限公司 51308
• 代理人: 代述波

1.一種制備超納米金剛石薄膜的方法，其特征在于，其包括如下步驟：

襯底處理：選用單面拋光的P型Si(100)作為襯底，放置在金剛石粉和乙醇的混合溶液中，通過超聲清洗對襯底進行劃痕處理；

襯底清洗：將處理后的襯底放入丙酮溶液內進行超聲清洗；

薄膜沉積：將清洗后的襯底放置在基臺上送入MWPCVD設備的真空腔中，運行MWPCVD設備，將設備抽真空，然后注入反應氣體，反應氣體為包括CH4、Ar、CO、H2的混合氣體，其中，混合氣體中各組分體積份數比CH4:Ar:CO:H2為1-2:65-99:7-20:0-25；待真空腔內部穩定后開啟微波源，激發等離子體，持續注入反應氣體使氣壓平衡，維持基臺溫度在400-500℃進行沉積，維持等離子體正常工作直至反應結束后關閉微波源和等離子體，停止注入反應氣體，抽真空，等待樣品冷卻后，在真空腔內回填空氣，然后取出樣品，得到超納米金剛石薄膜。

2.根據權利要求1所述的制備超納米金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述襯底處理過程中，所述金剛石粉的粒徑為5-8μm，超聲清洗8-15min。

3.根據權利要求1所述的制備超納米金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述襯底清洗過程中，超聲清洗5-15min。

4.根據權利要求1所述的制備超納米金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述薄膜沉積過程中，所述基臺的材質為Mo或Cu。

5.根據權利要求1所述的制備超納米金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述薄膜沉積過程中，運行MWPCVD設備，將設備抽真空，使其達到本底真空。

6.根據權利要求1所述的制備超納米金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述薄膜沉積過程中，注入反應氣體后，使真空腔內部氣壓保持在1-2torr，使其穩定。

7.根據權利要求1所述的制備超納米金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述薄膜沉積過程中，待真空腔內部穩定后開啟微波源，微波頻率為2.45GHz。

8.根據權利要求1所述的制備超納米金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述薄膜沉積過程中，開啟微波源后，調整氣壓，在2-4Torr時激發等離子體。

9.根據權利要求1所述的制備超納米金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述薄膜沉積過程中，持續注入反應氣體，氣體流量為100-150sccm，在30-60torr時使氣壓保持平衡，腔內基臺溫度維持在400-500℃，進行沉積。