DEPOSITION OF DIAMOND LAYERS BY HOT-FILAMENT ACTIVATED CVD USING ACETONE AS A CARBON SOURCE

Résumé
Des couches de diamant ont été déposées sur des substrats de SiAlON en phase vapeur à l'aide d'un filament chaud (TA-CVD) et en utilisant un mélange gazeux d'acétone/hydrogène. La concentration d'acétone et la pression du gaz influencent grandement la taille des cristaux et la qualité du diamant déposé. Si l'on augmente la pression totale du gaz et la concentration de l'acétone, on augmente le taux de croissance du diamant. Il est fort probable que le groupe carbonyle ne se décompose pas pendant la décomposition thermique de l'acétone sur le filament de tantale. Si l'on compare les deux sources de carbone acétone, méthane, on s'aperçoit que l'on obtient des taux de croissance similaires si l'on utilise des concentrations équivalentes en CH₃. Mais si l'on compare les % volumiques, on remarque que l'acétone donne des taux de croissance plus élevés. Cela confirme le rapport de Hirose, Terasawa /l/. Si l'on compare l'acétone et le méthane pour des concentrations équivalentes en % volumique, l'acétone augmente la vitesse de nucléation du diamant et donc augmente la vitesse de déposition dans un premier temps de croissance.

Abstract
Diamond layers were grown on SiAlON substrates by hotfilament activated chemical vapour deposition (TA-CVD) using acetone/hydrogen gas mixtures. The acetone concentration and the gas pressure greatly influenced the crystal size and quality of diamond deposited. Increasing the total gas pressure and the acetone concentration increased the diamond growth rate. The carbonyl group apparently did not decompose during the thermal decomposition of the acetone on the tantalum filament, Comparing the two carbon sources acetone and methane, similar growth rates were obtained if equivalent CH₃ concentrations were used, but when compared in volume percentage, acetone resulted in much higher growth rates. This confirms the earlier report from Hirose and Terasawa /l/. Comparing methane with acetone at equivalent volume percent concentrations, acetone increased the diamond nucleation rate. Thus the deposition rates were increased more during the early growth than during longer growth periods.