Microwave PECVD of nanocrystalline diamond with rf induced bias nucleation

0043825 - ÚPT 2007 RIV CZ eng J - Článek v odborném periodiku
Frgala, Z. - Jašek, O. - Karásková, M. - Zajíčková, L. - Buršíková, V. - Franta, D. - Matějková, Jiřina - Rek, Antonín - Klapetek, P. - Buršík, Jiří
Microwave PECVD of nanocrystalline diamond with rf induced bias nucleation.
[Depozice nanokystalického diamantu metodou mikrovlnného PECVD s nukleací pomocí rf predpětí.]
Czechoslovak Journal of Physics. Roč. 56, Suppl. B (2006), s. 1218-1223. ISSN 0011-4626
Grant CEP: GA ČR(CZ) GA202/05/0607
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20650511; CEZ:AV0Z20410507
Klíčová slova: nanocrystalline diamond * plasma enhanced chemical vapor deposition * self-bias
Kód oboru RIV: BL - Fyzika plazmatu a výboje v plynech
Impakt faktor: 0.568, rok: 2006

Nanocrystalline diamond film was deposited by microwave CVD in the ASTeX type reactor on a mirror polished (111) oriented n-doped silicon substrate. The deposition mixture consisted of 9 % of methane in hydrogen. The applied microwave power (2.45 GHz) and pressure were 850 W and 7.5 kPa, respectively. The substrate temperature was 1 090 K. The diamond nucleation process was enhanced by rf induced dc self {bias of -125 V. The film exhibited very low roughness (rms of heights 9.1 nm). Its hardness and elastic modules were 70 and 375 GPa, respectively. The optical constants were determined by combination of spectroscopic ellipsometry and reflectometry employing the Rayleigh-Rice theory for the roughness and the dispersion model of optical constants based on the parameterization of densities of states. The deposition rate was 57 nm/min including the 5 min nucleation step.

Vrtsvy nanokrystalického diamantu byly připraveny metodou mikrovlnného CVD v reaktoru typu ASTEX na leštěných n-typ dopovaných křemíkových substrátech s orientací (111). Depoziční směs obsahovala 9% metanu ve vodíku. Dodávaný mikrovlnný výkon (2,45 GHz) byl 850 W a tlak byl 7,5 kPa. Teplota substrátu byla 1090 K. Nukleační proces probíhal za pomocí předpětí(-125 V) vytvářeného pomocí vysokofrekvenčního výboje. Deponované vrstvy se jevily jako velmi hladké ( rms tloušťky 9,1 nm). Tvrdost a elastický modul byly 70 a 375 GPa. Optické konstanty byly určeny kombinací spektroskopické elipsometrie a refletometrie za použití Rayleigh-Riceovi teorie pro drsnost a disperzního modelu pro optické konstanty založeného na parametrizaci hustot stavů. Depoziční rychlost byla 57 nm/min včetně 5 minutové nukleační fáze.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0003707