·428· 北京科技大学学报 2002年第4期 的金刚石膜产生如下影响：在钼基片上沉积金 刚石膜，一方面在钼基片上的温度分布不均匀， 另一方面金刚石膜与钼基片的热膨胀系数存在 差异，这些因素将引起金刚石膜中存在热应力， 这种热压应力可能引起金刚石膜沉积过程中产 生裂纹.金刚石膜沉积过程中，可能产生各种缺 陷，如孪晶、孔洞、杂质、晶界等，这些因素将造 成金刚石膜晶体内或晶粒间的不匹配而产生本 200μm 征应力.金刚石膜的本征应力可以根据Raman 谱的偏移量进行计算 2结论 (I)采用DC Arc Plasna Jet工艺制备的大面 积金刚石膜中存在有缺陷.金刚石膜中的缺陷 包括表面缺陷、晶内缺陷和晶界缺陷以及宏观 和微观裂纹.(2)金刚石膜中的缺陷与其沉积工 艺和沉积过程中产生的变形和应力有关.在制 100μm 备大面积金刚石膜时控制合理的工艺可能会诚 图4CVD金刚石膜的内部裂纹光学显微镜照片；(a)贯 少上述缺陷. 穿裂纹，()网状裂纹 参考文献 Fig.4 Micro-scopic examination of internal cracks in dia- 1 Seal M.The Current Status of CVD Diamond Appucations mond films and Prospects for the Future[A].In:Proc 3rd Int Confon Appl of Diamond Films and Rlated Materiels [C].US 或产生各种应力，特别是第1和第3阶段 Government Printing Office,1995.1 由于金刚石膜与衬底的热膨胀系数不同所 2 Busch John V.Dismukes John P.Trends and Prospective 产生的热应力相当于给金刚石膜一个外加载 for CVD Diamond [J].Diamond and Related Materials, 1994(3):295 荷，当产生的应力大于金刚石膜的强度时，金刚 3 Graeff C F O,Rhorer E,Nebel C E,et al.Characteristic 石膜可能产生裂纹甚至发生“炸膜”现象，无法 Defects in CVD Diamond [J].J Appl Phys,1996,69:3215 获得完整的金刚石膜. 4钟国仿.100kW直流等离子体喷射CVD金刚石沉积 在金刚石膜的沉积过程中的内应力可以分 系统研制及工艺研究D小：[学位论文].北京：北京科 为2种形式：一种是由于钼基片的温度不均匀 技大学材料学院，1997.109 产生的热应力；另一种是金刚石膜生长过程中 5 Windischmann H,Epps G F.Diamond Coatings on Cem- ented Tungsten Carbide Tools by Low-pressure Micro- 产生的各种生长缺陷造成的本征应力.而在沉 wave CVD[J].J Appl Phys,1991,69:2231 积中衬底温度不均匀产生的热应力对在基片上 6曲新喜，薄膜物理M.上海：上海科技出版社，1996 Defects in CVD Diamond Films ZHANG Hengda,LIU Jingming,SONG Jianhua,LU Fanxiu,TANG Weizhong Material Science and Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT The defects in large area diamond films prepared by DC arc plasma jet CVD method are rese- arched.The defects in diamond films are investigated,including the surface,bulk,boundry defects and the macro-cracks and micro-cracks caused by internal stresses.The results show that the growth parameters often led to defects in diamond films. KEY WORDS diamond films;defects;formation mechanism