Dc glow discharge for synthesis diamond films with high growth rate

Abstract

The results of experiments on further investigation of the growth kinetics of diamond films in a dc glow discharge on modernized equipment are presented. As a result of the research, it was possible to expand the possibilities of using equipment for the synthesis of diamond films in a glow discharge with a grounded substrate holder. The diamond film growth rates were 3-4 times higher than those obtained in earlier experiments while maintaining high structural characteristics of the synthesized diamond film. The maximum growth rate was 12 μm/h at the pressure of the hydrogen-methane mixture in the discharge chamber of 180 mm Hg. The possibility of obtaining both polycrystalline diamond films without pronounced texture and high-textured diamond films with an orientation of the surface of diamond crystallites (100) parallel to the sample surface is demonstrated. Thus, the presented hydrogen-methane mixture activation system for the synthesis of diamond films is promising for use in technological applications.

Наведено результати експериментів щодо подальшого дослідження кінетики росту алмазних плівок у тліючому розряді постійного струму на модернізованому обладнанні. В результаті проведених досліджень вдалося розширити можливості застосування обладнання для синтезу алмазних плівок у тліючому розряді з заземленим підкладкотримачем. Були досягнуті швидкості росту алмазної плівки, що в 3-4 рази перевищують отримані в попередніх експериментах при збереженні високих структурних характеристик синтезованої алмазної плівки. Отримана максимальна швидкість росту склала 12 мкм/год при тиску воднево-метанової суміші в камері розряду 180 мм рт. ст. Показана можливість отримання як полікристалічних алмазних плівок без явно вираженої текстури, так і високотекстурірованих алмазних плівок з орієнтацією поверхні кристалітів алмазу (100) паралельно поверхні зразка. Таким чином, представлена система активації воднево-метанової суміші для синтезу алмазних плівок представляється перспективною для застосування в технологічних цілях.

Приведены результаты экспериментов по дальнейшему исследованию кинетики роста алмазных пленок в тлеющем разряде постоянного тока на модернизированном оборудовании. В результате проведенных исследований удалось расширить возможности применения оборудования для синтеза алмазных пленок в тлеющем разряде с заземленным подложкодержателем. Были достигнуты скорости роста алмазной пленки, в 3-4 раза превышающие полученные в более ранних экспериментах при сохранении высоких структурных характеристик синтезируемой алмазной пленки. Полученная максимальная скорость роста составила 12 мкм/ч при давлении водородно-метановой смеси в камере разряда 180 мм рт. ст. Показана возможность получения как поликристаллических алмазных пленок без явно выраженной текстуры, так и высокотекстурированных алмазных пленок с ориентацией поверхности кристаллитов алмаза (100) параллельно поверхности образца. Таким образом, представленная система активации водородно-метановой смеси для синтеза алмазного материала представляется перспективной для применения в технологических целях.