Depozice nanokrystalických diamantových vrstev metodou PECVD v mikrovlnném reaktoru typu ASTEX

JAŠEK, Ondřej, Monika KARÁSKOVÁ, Vilma BURŠÍKOVÁ, Lenka ZAJÍČKOVÁ, Daniel FRANTA, Zdeněk FRGALA, Jiřina MATĚJKOVÁ, Antonín REK, Petr KLAPETEK and Jiří BURŠÍK. Depozice nanokrystalických diamantových vrstev metodou PECVD v mikrovlnném reaktoru typu ASTEX (Nanocrystalline diamond films deposition by PECVD in ASTEX type microwave reactor). In Moderní trendy ve fyzice plazmatu a pevných látek II. 1st ed. Brno: Masarykova univerzita, 2006, p. 133-138. ISBN 80-210-4195-1.

Basic information

• Original name: Depozice nanokrystalických diamantových vrstev metodou PECVD v mikrovlnném reaktoru typu ASTEX
• Name in Czech: Depozice nanokrystalických diamantových vrstev metodou PECVD v mikrovlnném reaktoru typu ASTEX
• Name (in English): Nanocrystalline diamond films deposition by PECVD in ASTEX type microwave reactor
• Authors: JAŠEK, Ondřej (203 Czech Republic, guarantor), Monika KARÁSKOVÁ (203 Czech Republic), Vilma BURŠÍKOVÁ (203 Czech Republic), Lenka ZAJÍČKOVÁ (203 Czech Republic), Daniel FRANTA (203 Czech Republic), Zdeněk FRGALA (203 Czech Republic), Jiřina MATĚJKOVÁ (203 Czech Republic), Antonín REK (203 Czech Republic), Petr KLAPETEK (203 Czech Republic) and Jiří BURŠÍK (203 Czech Republic).
• Edition: 1. vyd. Brno, Moderní trendy ve fyzice plazmatu a pevných látek II, p. 133-138, 6 pp. 2006.
• Publisher: Masarykova univerzita

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Proceedings paper
• Field of Study: 10305 Fluids and plasma physics
• Country of publisher: Czech Republic
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: URL
• RIV identification code: RIV/00216224:14310/06:00016135
• Organization unit: Faculty of Science
• ISBN: 80-210-4195-1
• Keywords in English: nanocrystalline diamond;PECVD; microwave discharge
• Tags: microwave discharge, nanocrystalline diamond, PECVD

Abstract

Nanokrystalické diamantové (NCD) vrstvy byly připraveny depozicí z plynné fáze (CVD) za nízkého tlaku v mikrovlnném plazmatu generovaném v reaktou typu ASTEX. Vrstvy byly připraveny na křemíkových substrátech s orientací (111) ze směsi metanu (9 %) a vodíku při teplotě substrátu 1090 K. Dodávaný mikrovlnný výkon (2,45 GHz) byl 850 W a pracovní tlak činil 7,5 kPa. Pro účel nukleace byl substrát vystaven vysokofrekvenčnímu výboji, který vytvářel samopředpětí -125 V. Připravené vrstvy vykazovaly velmi malou drsnost (kvadratická odchylka výšek 9,1 nm) a tvrdost a elastický modul dosahovaly hodnot 70 a 375 GPa. Optické konstanty byly určeny pomocí elipsometrie a měření reflexe a vyhodnoceny na základě Rayleigh-Riceovi teorie a disperzního modelu založeného na parametrizaci hustoty stavů. Depoziční rychlost byla 57 nm/min a to včetně 5 minutové nukleační fáze.

Abstract (in English)

Nanocrystalline diamond film was deposited by microwave CVD in the ASTeX type reactor on a mirror polished (111) oriented n-doped silicon substrate. The deposition mixture consisted of 9 % of methane in hydrogen. The applied microwave power (2.45 GHz)and pressure were 850 W and 7.5 kPa, respectively. The substrate temperature was 1 090 K. The diamond nucleation process was enhanced by rf induced dc self{bias of i125 V. The film exhibited very low roughness (rms of heights 9.1 nm). Its hardness and elastic modules were 70 and 375 GPa, respectively. The optical constants were determined by combination of spectroscopic ellipsometry and reflectometry employing the Rayleigh-Rice theory for the roughness and the dispersion model of optical constants based on the parameterization of densities of states. The deposition rate was 57 nm/min including the 5 min nucleation step.

Links

• GA106/05/0274, research and development project: Name: Víceúrovňové studium vztahů mezi mechanickými a mikrostrukturními charakteristikami materiálů

Investor: Czech Science Foundation, Multiscale approach to relationships between mechanical and microstructural characteristics of materials

• GA202/05/0607, research and development project: Name: Příprava uhlíkových mikro- a nanostruktur plazmovými technologiemi

Investor: Czech Science Foundation, Synthesis of carbon micro- and nanostructures by plasma technologies

• MSM0021622411, plan (intention): Name: Studium a aplikace plazmochemických reakcí v neizotermickém nízkoteplotním plazmatu a jeho interakcí s povrchem pevných látek

Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Study and application of plasma chemical reactions in non-isothermic low temperature plasma and its interaction with solid surface

• MSM4977751303, plan (intention): Name: Predikce poruch heterogenních materiálů, komponent mechanických a biomechanických systémů.