氩气对金刚石膜碳价键、粒径和表面形貌的影响

为调整微钻表面金刚石薄膜的晶粒尺寸和粗糙度以满足PCB板钻孔的工况要求,调节氩气和氢气流量比,采用热丝化学气相沉积法,以甲烷、氢气及氩气为气源在硅基体上沉积出一系列金刚石薄膜。利用拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及原子力显微镜(AFM),分别表征不同氩气流量下制备的金刚石薄膜的碳价键结构、晶面取向、晶粒尺寸和表面粗糙度。结果表明:随着氩气流量增大,金刚石薄膜中的石墨含量呈升高趋势,薄膜趋向(111)晶面择优生长,晶粒尺寸从微米级(1. 27μm)细化至纳米级,薄膜粗糙度先升高后降低,最低为65 nm。研究表明,存在最优的氩气流量使得制备的薄膜具有适宜的结构特点,如碳价键含量高、(111)晶面取向度高、晶粒尺寸小和粗糙度低,可满足PCB板超细钻孔的要求。