采用直流热阴极等离子体化学气相沉积（PCVD）技术，通过在CH4/H2的混合反应气源中通入不同流量的N2,合成了掺氮纳米金刚石薄膜。结果表明随着氮气流量的增加,金刚石薄膜表面形貌发生明显变化:晶粒细化，晶界和缺陷有所增多，膜层由尺寸较大微晶颗粒转向纳米级菜花状结构,并且薄膜表面粗糙度相应变小。同时薄膜中非金刚石组份相对逐渐增多。氮气的引入可以促进金刚石二次形核，抑制金刚石大颗粒生长，对薄膜的生长取向、形貌及结构都产生一定影响。

　　金刚石膜具有优异的力学、热学和电学性质，在半导体以及电化学等领域有着广泛的应用前景。近几年，在使用甲烷、氢气制备金刚石膜的生长过程中, 掺氮对金刚石膜的形貌和生长特性的影响、纳米级金刚石膜制备表征也被广泛研究。在化学气相沉积金刚石膜过程中掺入气体(如氮气)能够显著影响金刚石膜的结构和性质。目前金刚石膜制备方法主要有微波等离子体CVD 法、热丝CVD 法、直流热阴极CVD 法和离子注入等方法。直流热阴极CVD 法是由冷阴极辉光放电等离子体化学气相沉积(PCVD)法改进而来，是快速生长高品质金刚石膜的有效方法之一，它通过改变电压、气压、衬底和阴极的温度实现稳定的辉光放电，优化反应气体的分解效率。直流热阴极CVD 法制备金刚石膜的研究已开展了近二十年，取得了众多成果，但利用该方法进行掺氮纳米金刚石膜的研究报道较少。在发表的文献中,掺氮金刚石膜的制备研究主要集中在微波等离子体法和热丝法，还很少有用直流热阴极等离子体系统研究掺氮对制备纳米级金刚石膜表征分析等方面的报道。因此, 本文在这方面做了比较细致的实验工作。

1、实验操作 　　选取电流热金属电极等阴离子体CVD 沉淀积累的设备繁殖掺氮纳米级金刚石膜，以P 型（100）硅片为衬底。为推进金刚石膜形核高密度和形核速度，衬底由无水乙酸乙酯和40 μm 金刚石粉混合法液彩超除理1 h，而后用氢气晾干。反应迟钝汽体为CH4 和H2，水流量数据区别为4 sccm、200 sccm，氮源为N2，水流量数据由0 sccm 渐渐的增添到8.0 sccm。胶片沉淀积累時间5 h，繁殖基本参数如表1 如图是。 <表1 掺氮金刚石膜的生长发育主要参数

　　所主要采用了日立S- 4800 型场释放打印电子厂高倍显微镜（SEM）观查检样的表面层形貌；所主要采用了印度Rigaku 司的生产的D- max2200 PC 型X x射线衍射仪研究检样的硫化锌空间结构，的电压40 kV, 瞬时电流20 mA，打印速率4°/min，步长0.02°；所主要采用了Renishaw 司的Raman 光谱定量分析仪研究检样的晶相结构，皮秒激光手术泛光灯为Ar+ 皮秒激光手术器，可见光波长为514.5 nm。 2、报告单与探讨一下 　　图1 为检样的扫码电镜视频，图1（a）为未掺杂N2的检样，种植的的金刚石极具紧密设计，晶形完成版，金属材质晶体度度度的宽度多在2~4 μm，沉淀服务品控好，体现了太大的多晶科粒,多成（111）面方向上种植的；（b）N2热度为1.0 sccm 检样，注意以（111）和（100）晶面为中心，掺氮后科粒比较突出变小，该状况下种植的金刚石膜晶形不佳，一个表皮呈现出来起居不规律，铺满“菜花”状设计，这设计由广泛小小科粒定义，金属材质晶体度度度紧密性及完成版性都甚微变低，发现广泛晶界，这取决于N2的运用变低了金刚石的品控，对石墨碳种植的有长定的有利于能力。（c）、（d）N2热度为2.0 sccm 的检样，聚酯bopp薄膜已无比较突出的金刚石晶形，聚酯bopp薄膜晶界扩大，但金属材质晶体度度度的宽度比较突出进这一步变小，表皮演变成金属材质晶体度度度凸出种植的工作状态，讲解N2的掺杂控制金属材质晶体度度度向四边种植的，在前中期未形核区域内和已种植的膜表面分次形核。

图1 掺氮金刚石膜的SEM图象 3、论证 　　实验室得出结论，N2对电流热金属电极法治建设备金刚石膜有非常明显促使。机遇N2后，能能在举例nm技术晶金刚石膜配制水平下，繁殖nm技术晶金刚石膜。渐渐N2留量的新增，晶粒大小急剧落实，由形式完善的晶面（111）急剧变成与（100）晶面并存的“菜花状”形式，晶界新增。N2能能有利于促进会金刚石膜繁殖操作过程中两次形核，重要于nm技术晶金刚石膜的繁殖。过高的N2溶度或许加快了丁烷气态的吸附率，有利于促进会了金刚石膜的繁殖，不过，水分子H 对非金刚石相的刻蚀角色相对比较的降低，促使金刚石膜的品質的降低。