CVD多晶金刚石膜在Si、Ti、Mo、Nb、Ta衬底表面的生长行为研究

来源期刊：超硬材料工程2020年第6期

论文作者：徐帅 吴晓磊 康世豪 闫建明 吴啸 蔡玉珺 周文涛 曹博伦

关键词：金刚石膜;化学气相沉积;衬底材料;生长行为;

摘    要：采用微波等离子体化学气相沉积法,分别在Si、Ti、Mo、Nb、Ta衬底表面沉积多晶金刚石膜,系统探究金刚石膜在不同衬底材料表面的生长行为。结果表明:Si衬底表面金刚石形核期由纳米级金刚石晶粒和晶态石墨组成,随后是弥散分布的金刚石团簇生长聚集形成连续的膜层,使用较细粒度的金刚石微粉对衬底研磨处理可提高金刚石膜的致密性。Si衬底与金刚石膜之间存在晶态石墨,金刚石膜晶粒尺寸不足5μm;Ti、Mo、Nb、Ta衬底与金刚石膜之间均存在过渡金属碳化物,金刚石膜晶粒尺寸最大达到20μm。相对Ti、Mo、Nb衬底,Si和Ta衬底表面的金刚石膜生长较滞后,膜内存在较多的晶体缺陷与晶界,晶体结晶性较差,且Si和Ta衬底金刚石膜具有更低的热残余应力。