翁俊，孙祁，刘繁，陈义，吴骁，刘辉，汪建华

（武汉工程大学湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，武汉430073）

低温沉积金刚石薄膜的研究

翁俊，孙祁，刘繁，陈义，吴骁，刘辉，汪建华

（武汉工程大学湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，武汉430073）

利用微波等离子体化学气相沉积法，以甲烷、氢气和氩气作为工作气体，在较低的沉积温度下，沉积得到了连续的金刚石薄膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪分别对金刚石薄膜的表面形貌、生长结构以及沉积质量进行了表征。实验结果表明，氩气的引入虽然可以有效的降低获得金刚石薄膜所需的基片温度，但为了提高金刚石薄膜的质量，需要适当的提高微波功率。同时，当基片温度一定时，在CH4/H2/Ar体系和CH4/H2体系下均可获得表面形貌与生长结构相似的金刚石薄膜，且可能利用CH4/H2/Ar作为工作气体沉积金刚石薄膜所需要的微波功率更低。

微波等离子体；化学气相沉积；金刚石薄膜

0　引言

金刚石膜在电学、光学、机械、热学等方面表现出的优良性能，使其受到广泛的关注[1-3]。其中化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）金刚石因其可具有与天然金刚石相媲美的特性，而引起了科研工作者的兴趣[4-5]。但在利用CVD技术制备微米金刚石膜的过程中，基片温度一般会保持在800℃以上[6]，这在一定程度上限制了金刚石膜在易熔金属上的沉积。相比之下，纳米金刚石膜的沉积温度相对较低，一般会控制在700℃以下[7]，且有报道称可在100℃的基片温度下获得5.5 nm的超纳米金刚石膜[8]。……