掺硼金刚石薄膜的制备与研究

来源期刊：超硬材料工程2019年第6期

论文作者：闫建明 徐帅 康世豪 吴啸 常豪锋 蔡玉珺 潘红星

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关键词：微波等离子体化学气相沉积;掺硼金刚石薄膜;电阻率;内应力;

摘    要：采用微波等离子体化学气相沉积技术在单晶硅、钛、钼、铌、钽基体上制备掺硼金刚石薄膜。分别采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪、四探针电阻率测试仪研究其物相组成、表面形貌、晶体结晶性和电阻率。硼原子代替碳原子进入金刚石晶格中,产生更多的缺陷形核中心,导致掺硼金刚石薄膜的金刚石晶粒尺寸和电阻率随着掺硼浓度增加而减小。金刚石薄膜和基体间形成碳化物,金刚石在石墨层上形核生长。碳原子在不同基体中的扩散系数不同,导致硅基掺硼金刚石薄膜的晶粒尺寸更小且更加均匀,金属基体上的部分金刚石出现了异常长大的现象。采用该方法制备的掺硼金刚石薄膜的结晶性较好,由于基体热膨胀系数较金刚石大从而导致薄膜内部产生压应力,使得金刚石薄膜的D峰均向高波数偏移。