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硼掺杂对直流热阴极CVD金刚石薄膜生长特性的影响

吕江维 , 冯玉杰 , 彭鸿雁 , 陈玉强

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00607

采用直流热阴极CVD法以B(OCH₃)₃为掺杂剂制备了硼掺杂金刚石薄膜，利用等离子体发射光谱、SEM、Raman和XRD研究了硼掺杂对金刚石薄膜生长特性的影响，通过与未掺杂金刚石薄膜的对比发现：在直流热阴极CVD系统中，低浓度硼掺杂条件下能够长时间维持稳定的辉光放电. 掺硼后辉光等离子体活性基团（H_α、H_β、C₂、CH）的种类没有改变，但C2基团的浓度升高，而CH基团的浓度下降，薄膜的生长速率提高到0.65mg·cm^-2·h^-1. 硼掺杂金刚石薄膜为多晶薄膜，晶体生长良好，取向以（111）晶面为主，质量较未掺杂薄膜有所提高. 硼原子以取代或填隙的方式掺杂进入金刚石晶格，没有破坏金刚石晶体结构.

关键词: 金刚石 , hot cathode DC , chemical vapor deposition (CVD) , boron doping