Depozice nanokrystalických diamantových vrstev v mikrovlnném výboji

Mgr. Jiří Šperka, Ph.D.

Bachelor's thesis

Deposition of nanocrystalline diamond films in microwave discharge

Abstract:

Tato práce se zabývá depozicí nanokrystalických diamantových vrstev na křemíkové substráty plazmochemickou depozicí z plynné fáze v mikrovlnném plazmovém reaktoru zvonovitého tvaru typu ASTeX, který využívá mikrovlnný (2,45 GHz) a vysokofrekvenční (13,56 MHz) výboj. Všechny experimenty popsané v této práci byly připraveny za stejných depozičních podmínek. Výchozím plynem byl metan zředěný ve vodíku v poměru 9,4/100 za celkového tlaku 7,5 kPa. Teplota substrátu byla asi 900 stupňů Celsia a mikrovlnný výkon 900 W. Doba depozice se pohybovala od jedné do deseti minut. Substrát byl pro nukleaci aktivován pomocí energetických iontů urychlených stejnosměrným předpětím (metoda BEN). Vrstvy byly charakterizovány pomocí FTIR spektroskopie. Program newAD využívající PJDOS disperzní model byl úspěšně využit k fitování nanokrystalických vrstev.

Abstract:

This work deals with the deposition of nanocrystalline diamond films on silicon substrates by plasma enhanced chemical vapour deposition in conventional bell jar plasma reactor of ASTeX type using dual frequency discharge, microwave (2,45 GHz) and radio (13,56 MHz) frequency plasma. All experiments described in this work have been prepared with constant parameters. The growth was performed using methane in hydrogen with a 9,4/100 flux ratio at a total pressure of 7,5 kPa. The substrate temperature was about 900 degrees Celsius and microwave power 900 W. In experiments were used deposition times from one minute to ten minutes. The activation of the silicon substrate was performed by ionts accelerated in dc electric field using bias enhanced nucleation method. Films have been charakterized by Fourier transform infrared spectroscopy. This work shows, that the fitting program newAD using PJDOS dispersion model can be successfully applied to nanocrystalline layers.

Keywords

Nanocrystalline diamond, Chemical vapour deposition, FTIR spectroscopy, nanokrystalický diamant, plazmochemická depozice z plynné fáze, FTIR spektroskopie, NCD, UNCD, PECVD

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 5. 2009

Thesis defence

• Date of defence: 30. 6. 2009
• Supervisor: doc. Mgr. Lenka Zajíčková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Physics