Использование микро- и нанодисперсного алмаза для осаждения поликристаллических алмазных пленок в тлеющем разряде

Abstract

Поликристаллические алмазные пленки осаждались на подложки из поликристаллического Mo и монокристаллического Si в тлеющем разряде, стабилизированном магнитным полем, в смеси Н2 и СН4 . Методами рентгеноструктурного анализа и оптической микроскопии исследовано влияние температуры подложек и их предварительной подготовки на процессы зарождения и роста пленок, а также параметры их субструктуры. Показано, что во всем исследованном диапазоне температур (900 – 1300 °С) механическая обработка поверхности подложек алмазной пастой или порошком детонационного ультрадисперсного алмаза обеспечивает существенное повышение плотности центров зародышеобразования алмаза и позволяет осаждать качественные сплошные пленки толщиной от 2 мкм со скоростью не менее 1 мкм/ч.

Полікристалічні алмазні плівки осаджувалися на підкладки з полікристалічного Mo і монокристалічного Si у тліючому розряді, стабілізованому магнітним полем, у суміші Н2 і СН4 . Методами рентгеноструктурного аналізу й оптичної мікроскопії досліджений вплив температури підкладинок і їхньої попередньої підготовки на процеси зародження і росту плівок, а також параметри їх субструктури. Показано, що на всьому дослідженому діапазоні температур (900 – 1300 °С) механічна обробка поверхні підкладинок алмазною пастою або порошком детонаційного ультрадисперсного алмаза забезпечує істотне підвищення щільності центрів зародишоутворення алмаза та дозволяє осаджувати якісні суцільні плівки товщиною від 2 мкм зі швидкістю не менш 1 мкм/ч.

Polycrystalline diamond films have been deposited on polycrystalline Mo and monocrystalline Si substrates in glow discharge, stabilized by the magnetic field, in mixtures H2 and CH4 . The influence of substrate temperature and its preliminary preparation on processes of nucleation, films growth and films substructural parameters was investigated by use of X-ray analysis and optical microscopy. It was shown that in all studied temperature range (900 – 1300°C) processing of substrate surface by diamond paste or nanodiamond powder enables enhancing of nucleation density, allows to deposit the continuous high-quality diamond films with thickness from 2 мm and deposition rate more than 1 мm/h.