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915 MHz高功率MPCVD装置制备大面积高品质金刚石膜

         
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采用自行研制的915MHz/75kW高功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置,在输入功率60kW,沉积气压20kPa的条件下制备了直径5英寸的大面积自支撑金刚石膜,并对金刚石膜的厚度,热导率,线膨胀系数,结晶质量,光学透过率等参数进行了表征。实验结果表明,制备的大面积自支撑金刚石厚膜均匀完整,相关性能参数达到较高水平,具有较好质量。热学级金刚石膜的生长厚度超过5mm,生长速率达到12.5μm/h;室温25℃热导率2010W·m-1·K^-1,180℃条件下的热导率仍达到1320W·m^-1·K^-1;室温25.4℃时线膨胀系数为1.07×10^-6℃^-1,300℃时升高至2.13×10^-6℃^-1。光学级金刚石膜的生长厚度接近1mm,生长速率约为2.3μm/h,厚度偏差小于±2.7%;双面抛光后的金刚石膜厚度约为700μm,其Raman半峰宽为2.0cm^-1,PL谱中未出现明显与氮相关的杂质峰;其光学吸收边约为223nm,270nm处的紫外透过率接近60%,在8~25μm范围内的光学透过率超过70%。

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