武汉工程大学UPHT钻石衬底PECVD法同质外延生长单晶钻石

作者：严垒，马志斌，陈林，付秋明，吴超，高攀

(武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，湖北武汉430073)

利用微波等离子体化学气相沉积(PECVD)法在高温超高压(UPHT)下制备的单晶片上进行单晶钻石同质外延生长，研究了甲烷浓度和衬底温度对钻石生长的影响。利用扫描电子显微镜与激光拉曼光谱仪对生长前后的样品进行表征。

结果表明，利用UPHT钻石单晶片上生长时，主要为层状生长和丘状生长模式，丘状生长易出现多晶结构。降低甲烷浓度能够降低丘状生长密度，提高钻石表面平整度;钻石生长速率随甲烷浓度、工作气压和衬底温度的增加而提高，但过高的甲烷浓度(72%)和衬底温度(1150℃)会降低钻石的质量。所生长出的单晶PECVD钻石质量较为理想，衬底与生长层之间过渡比较自然，钻石结晶度高，缺陷密度小，但随膜层增厚，非晶碳含量有所增加。

关键词:微波等离子体化学气相沉积(PECVD);同质外延;单晶钻石

中图分类号:TQ163

文献标识码:A

收稿日期:2016-10-30;修回日期:2017-01-02

通信作者:马志斌，教授．E-mail:mazb@mail．wit．edu．cn

作者简介:严垒，硕士研究生．E-mail:1126yanlei@sina．com