直流辉光氧等离子体刻蚀金刚石膜的研究

摘要

在直流辉光放电等离子体装置上,利用不同直流功率和工作气压下产生的氧等离子体对 CVD 金刚石厚膜的表面进行了刻蚀.利用扫描电子显微镜、Raman 光谱和电子微量分析天平,分别对刻蚀前后金刚石膜表面的形貌、结构和刻蚀速率进行了观测.结果发现:在工作气压一定时,刻蚀速率随着直流功率的增加而增大,并且刻蚀由各向同性逐渐转变为各向异性.在直流功率一定时,工作气压的降低会导致刻蚀速率的增加,并且刻蚀由各向同性转变为各向异性.但过高的直流功率会导致金刚石膜表面沉积出无定形碳.基于实验研究结果和相关基本理沦建立了刻蚀模型,并根据模型得到了影响刻蚀的主要原因在于等离子体中的电子温度和金刚石膜的悬浮鞘电位.