Vol.23 No.1 刘散明等：大面积CVD金刚石膜的热铁板抛光 43 行星齿轮 光速率(10nm/h)快了3个数量级.不过，由于在 中心齿轮 外齿轮 高温下金刚石膜与基片的粘结比较困难，一种 合适的高温胶是获得较好抛光效果的关键， 金刚石膜在热铁板抛光机中1100℃时的静 态热接触2.5h的结果可以使得金刚石膜的厚度 减少50mh,抛光的速率可达到20mh左右. 图2DTCP-100型金刚石膜抛光机结构原理图 这可以说明金刚石膜的热铁板抛光效率随着抛 Fig.2 Schematic diagram of DTCP-100 thermo-chemical 光温度的提高而明显提高.关于抛光时间、环境 polishing apparaturs 气氛、铁板成分、转速等对抛光效果的影响等工 2实验结果及讨论 作还需进一步研究. 利用铁板在高温下较好的溶碳性，还可以对 为了了解热铁板抛光机在实际工作中达到 金刚石膜表面进行选择性刻蚀.图4是将表面带 的效果，我们将热铁板抛光机在950℃对CVD金 细槽的纯铁与金刚石膜表面在高温下(980℃)保 刚石膜进行旋转抛光实验.图36)是利用本抛光 温2h后，金刚石膜的表面形貌图.图中箭头所 机在980℃抛光图3(a)所示的金刚石膜原始形貌 指为没有发生石墨化的而留下的花样，这说明 2h后得到的金刚石膜表面形貌.结果表明粗糙 了铁在金刚石转变为石墨的催化作用及其C在 的金刚石膜表面得到了较好的平整化.抛光后 高温下与铁板有较好的溶碳性，2h就有良好的 的金刚石膜的厚度减小了22m左右，其抛光的 效果 速率可达到10mh左右，相对于机械抛光的抛 图3热铁板抛光2h后的金刚石膜表面形魏，()金刚石膜原始形貌：)抛光后的表面形貌 Fig.3 Surface morphology of thermo-chemically polished CVD diamond for 2h 图4与带槽的铁板在980七下作用2h后金刚石膜形核面的表面形酸.(a)线宽钓35Mm;b)线宽约2000m Fig.4 Surface morphology of CVD diamond reacting chemically with iron at 980C for 2h 3热铁板抛光机理讨论 和图5(c)是在980℃时分别保温30mi血，2h后的 Raman诸.实验结果表明在热化学反应的初期， 为了了解金刚石膜在热铁板抛光的过程中 在金刚石膜的表面有一定量的石墨相产生，而2 的变化，将金刚石膜在980℃与铁板静态接触不 h后，石墨相含量减小.在1100℃时，金刚石转 同的时间，随后进行Raman测试.其结果如图5 变成石墨的激活能大约为1000kJ/mol,比C原 所示.其中图5(a)是抛光前的Raman谱，图5(b) 子在铁中扩散的激活能(~100J/mo高1个数量