Diamond thin film deposition on Ni in microwave plasma CVD

Two different approaches, namely two-step deposition process and Bias-Enhanced Nucleation (BEN) technique have been examined for deposition of high quality diamond thin film on polycrystalline Ni which has low chemical activity with the carbon neutrals provided from the $CH_4/H_2$mixtures. A two-step deposition process, consisted of pre-deposition of soot layer at lower temperatures and subsequent deposition at higher temperature condition, has been developed to deposit diamond layer directly on Ni substrate. Diamond particles were observed after deposition step at $925^{\circ}C$ for 5 hours and those particles seem to be nucleated from the soot layer pre-deposited at lower temperatures ($810^{\circ}C$). Diamond particles of a substantial size were found on Ni substrate after biasing -220 V for 10 minutes and subsequent deposition for 2 hours while no diamond particles were observed under the conditions without applied bias.

Microwave plasma CVD에서 Ni 기판에 다이아몬드 박막 증착

2-step 증착법과 Bias-Enhanced Nucleation(BEN)법을 이용해 다결정 Ni 기판에 고품질의 다이아몬드 박막 합성을 연구하였다. $810^{\circ}C$에서 1시간 증착하여 soot충을 형성시킨 후 기판온도를 soot층의 형성이 억제되는 온도인 $925^{\circ}C$로 올려 5시간 증착하는 2-step법을 통해 고품질의 다이아몬드를 합성할 수 있었다. 또한, $925^{\circ}C$에서 -220V의 bias를 10분 동안 기판에 인가한 후 2시간 동안 증착하는 BEN법을 이용해 양질의 다이아몬드를 합성할 수 있었다. $925^{\circ}C$에서 bias 처리를 하지 않은 경우에는 10시간 동안 증착을 시도한 후에도 다이아몬드가 생성되지 않았다.