Filmes de diamante CVD em grandes áreas obtidos por crescimentos sucessivos em etapas

Abstract

Buscou-se a redução da tensão intrínseca causada pelas impurezas que se agregam no processo de crescimento de um filme de diamante obtido por deposição química a partir da fase vapor (CVD, do inglês Chemical Vapor Deposition) em um reator de filamento quente (HFCVD), sobre um substrato de silício <100> de 250 µm de espessura em uma superfície de deposição de grande área (45 cm²), através da imersão da amostra, em uma solução saturada de H2SO4 e CrO3 e, em seguida, em uma solução 1:1 de H2O2:NH4OH. Após esse procedimento, nova etapa de crescimento era realizada. O filme de diamante CVD foi identificado e caracterizado por espectroscopia de espalhamento Raman (RSS, do inglês Raman Scattering Spectroscopy) e microscopia eletrônica de varredura (SEM, do inglês Scanning Electron Microscopy). A aplicação dessa técnica mostrou bons resultados, uma vez que, em relação a resultados obtidos anteriormente, se duplicou a espessura do filme de diamante CVD depositado, obtendo menor tensão residual sobre o filme de diamante. Foram obtidos filmes de diamante CVD de espessura de 60 mm, com alta qualidade e uniformidade.The aim of this work was the reduction of the intrinsic stress caused by the impurities added in the diamond film growth process by Chemical Vapor Deposition (CVD) in a hot filament reactor (HFCVD). Silicon <100> substrate of 250 µm thickness with a deposition surface of great area (45 cm²), was treated after each growth run through the immersion of the sample in a saturated solution of H2SO4 and CrO3 and, after that, in a H2O2:NH4OH solution 1:1. After this procedure, new stage of growth was carried through. The CVD diamond film was identified and characterized by Raman Scattering Spectroscopy (RSS) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The application of this technique showed better results compared to previous one. The thickness of the deposited CVD diamond film doubled, obtaining lesser residual stress in the diamond film. CVD diamond films of 60 mm thickness were obtained with high quality and uniformity.