蛤壳式化学气相沉积金刚石反应器中的微波等离子体建模
应用物理
2022-02-22 v2 材料科学
摘要
提出一种化学气相沉积 (CVD) 反应器的微波等离子体模型，用于理解 Si 上多晶金刚石的空间异质外延生长。本工作基于 TM0(n>1)p 蛤壳式反应器 (Seki Diamond/ASTEX SDS 6K、Carat CTS6U、ARDIS-100 式)，其中采用简化的 H_2 等离子体模型来展示不同样品架下小样品上生长速率的径向变化。该模型使用若干步骤：电磁 (EM) 本征频率解、频率-瞬态 EM/等离子体流体解以及低和高微波功率密度下的瞬态热传递解。实验生长通过拉曼光谱和扫描电子显微镜表征提供模型验证。本工作表明，浅样品架导致非均匀金刚石薄膜，其径向变化类似于晶圆表面电子密度和温度分布。在相同工艺条件下，较高的样品架观察到更好的均匀性，然而若高度过于极端，金刚石质量下降。从建模角度看，EM 解有限但对考察样品边缘电场聚焦有用，导致金刚石加速生长。为更好精度，等离子体流体和热传递解对建模空间生长变化必不可少。
引用
@article{arxiv.2111.10258,
title = {Microwave plasma modelling in clamshell chemical vapour deposition diamond reactors},
author = {Jerome A. Cuenca and Soumen Mandal and Evan L. H. Thomas and Oliver A. Williams},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.10258},
year = {2022}
}
备注
EDIT1: Title changed