硅衬底上适于键合技术的金刚石膜制备工艺

技术简介:本发明的硅衬底上适于键合技术的金刚石膜的制备工艺,包括前处理-形成等离子体球-调整压力-生长金刚石膜-后处理的过程。将硅片表面在金刚石纳米粉溶液中磨研;之后在H↓[2]气氛中启动微波形成等离子体球;再按顺序调整CH↓[4]与H↓[2]比例、微波功率、气压和温度;最后在低气压下生长金刚石膜;后处理是在硅衬底上加负偏压,保温再缓慢降温。经上述过程制得的金刚石膜大面积均匀、品质好、消除了内应力,完全适合于硅片键合技术要求。一种硅衬底上适于键合技术的金刚石膜的制备工艺,采用微波等离子体化学气相沉积的方法,以CH↓[4]和H↓[2]为原料气体,在Si衬底上生长金刚石膜,其特征在于,工艺过程分为衬底表面前处理-形成等离子体球-调整压力-生长金刚石膜-后处理; 所说的前处理,是对衬底的表面进行研磨,具体做法是将纳米级金刚石粉溶于乙醇中,将硅衬底表面向上放入溶液中超声振荡1.5小时以上,清洗后放入微波反应室内; 所说的形成等子体球,将微波反应室抽空至10↑[-2]mbar以下,充入氢气至气压为20-25mbar,加热硅衬底至400-500℃,开启微波功率至650-750W; 所说的调整压力,当硅衬底表面形成等离子体球时,通入CH↓[4]气体,按顺序调整CH↓[4]/H↓[2]为0.3-0.5%;微波功率至1000-1200W,气压至13~17mbar,同时保持硅衬底温度750±20℃; 所说的生长金刚石膜,是保持硅衬底温度、CH↓[4]/H↓[2]、微波功率不变,气体压力为5~7mbar,金刚石膜将生长于硅衬底上; 所说的后处理,是金刚石膜生长结束,关闭CH↓[4]气体,将H↓[2]

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