面向化学气相沉积生长单晶金刚石的高导热嵌入型基片托盘设计及其高质量生长工艺研究

作     者：谷继腾 杨扬 蒋春磊 石磊 牛卉卉 唐永炳 GU Jiteng YANG Yang JIANG Chunlei SHI Lei NIU Huihui TANG Yongbing

作者机构：中国科学院深圳先进技术研究院功能薄膜材料研究中心深圳518055 

基　　金：国家自然科学基金项目(51402344) 广东省创新团队项目(2013C090) 深圳市技术创新计划技术攻关项目(JSGG20160301173854530) 深圳市海外高层次人才创新创业计划(KQJSCX20160301145319) 深圳市基础研究项目(JCYJ20160122143847150) 

出 版 物：《集成技术》 (Journal of Integration Technology)

年 卷 期：2017年第6卷第4期

页      码：38-48页

摘      要：针对高功率密度微波等离子体化学气相沉积法生长单晶金刚石过程中,金刚石籽晶表面温度容易发生漂移的问题,提出了一种新的基片托盘结构设计方法。基片托盘中间采用通孔结构,以避免籽晶底部与钼托盘的直接接触,在基片托盘与水冷台之间、籽晶和水冷台之间添加高导热材料氮化铝片,以保证外延沉积金刚石所需的均匀温度场环境。实验结果显示,利用新型基片托盘可以连续工作48 h,并获得生长厚度达1.66 mm的单晶金刚石,经过多次反复生长可实现厚度3 mm的高质量单晶金刚石制备。新型基片托盘能有效地抑制生长过程中石墨等大颗粒煤烟沉积引起的温度漂移现象,满足不同条件下金刚石单晶的同质外延生长,抑制籽晶边沿处多晶金刚石的生成,从而保证金刚石单晶在高功率密度下长时间稳定生长,获得高质量、大尺寸的化学气相沉积单晶金刚石。

主 题 词：单晶金刚石 同质外延生长 微波等离子体化学气相沉积 基片托盘设计 高功率密度 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 

馆 藏 号：203237095...