HFCVD金刚石薄膜温度场的数值研究.pdfVIP

第 38卷 第 11期 仓 扁 学 玫 V01．38 No．11 2002年 11月 1228-- 1232页 ACTA METALLURGICA SINICA Nov． 2002 PP．1228—1232 HFCVD金刚石薄膜温度场的数值研究 木 汪爱英 利、超 邹友生 黄荣芳 闻立时 (中国科学院金属研究所，沈阳 110016) 摘 要 热丝化学气相沉积 (HFCVD)生长金刚石膜过程中，在热丝相关工艺参数取优化值的前提下，对热辐射平衡体系中 衬底表面辐照度和衬底温度的空间分布进行了模拟计算，探讨 了衬底横 向热传导对衬底温度分布的影响．结果表 明，在绝热边界和 1000K 恒温边界条件下，热传导都使衬底温度的空间分布均匀性明显优于纯热辐射下的温度分布．这些计算结果为大面积高质量 金刚石膜的生长进一步提供了理论基础． 关键词 金刚石膜，辐照度，温度场，热传导，热丝化学气相沉积 中图法分类号 TB115，0781 文献标识码 A 文章编号 0412-1961(2002)l1—1228-05 NUM ERICAL STUDY oF TEM PER TURE FIELD IN HFCVD DIAM oND FILM S wANGAiying SUNChao Z0UYoushengHUANGRongfangwENLishi Institute ofMetalResearchjThe Chinese Academy ofSciences，Shenyang 110016 Correspondent： ⅣG Aiying， 1ef E—mail：aywang@imr．ac．cn SupportedbyNationafNaturafScienceFoundation0 China(No，Scienceand 1ec一 nolo．qyCommitteeofLiaoningProvinceFoundation M anuscriptreceived 2一0—02—02一O1 inrev—isedform 02—04—28 ． ABSTRACT W hentherelativeparametersofhotfilamentswerefixedattheoptimalvalues．the irradiancedistributionandthetemperaturedistributionofsubstrateweresimulatedduringthegrowing processHFCVD diamondfilms．Consideringtheefrectofheatconduction，thesubstratetemperature distributionsundertheconditionofadiabaticborderand 1000K isothermalborderaremoreuniofrm than thoseinpureheatradiationsystem ．Alltheseresultsmayprovidethebasisforthegrowth of diamondfilmsinHFCVD． KEY W oRDS diamondfilm ，irradiance，temperaturefield，heatconduction，HFCVD 目前，人们 已成功发展了多种低压气相沉积金刚石薄 形核阶段，衬底温度的分布将影响活化粒子或粒子团在衬 膜的技术，并对其材料特性、生长机理和器件应用等进行 底表面的扩散、凝聚及形核的临界尺寸，从而决定形核的 了大量的研究 [1-5J．随着金刚石薄膜的产业化推广，大 均匀性．在生长阶段，衬底温度的分布直接关系到金刚石 面积、高质量金刚石膜的获得成为急需解决的问题之一．