C-H-F 氛围下金刚石薄膜的低温CVD 生长过程分析*

简小刚 梁晓伟 姚文山 张毅 张斌华 陈哲 陈茂林

摘要 基于第一性原理的密度泛函理論对C-H-F 氛围下低温CVD 金刚石薄膜的生长过程进行仿真分析，计算H、F 原子在氢终止金刚石表面发生萃取反应的吸附能、反应热与反应能垒，并分析CF3、CF2、CF 3 种生长基团在带有活性位点基底上的吸附。结果表明：与H 原子相比，F 原子更容易在氢终止金刚石表面萃出H，并以HF 形式脱附，且在C-H-F 氛围下有利于在低温时产生更多的活性位点；CF3、CF2、CF 基团在吸附后的结构和吸附能绝对值都更有利于金刚石相的生成，适当提高CF3、CF2、CF 基团的浓度有助于实现金刚石相的更高速率生长。

关键词 CVD 金刚石薄膜；氟；沉积机制；第一性原理；吸附；表面化学反应

中图分类号 TQ164; TG74 文献标志码 A

文章编号 1006-852X（2024）01-0015-07

DOI 码 10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0069

收稿日期 2023-03-21 修回日期 2023-05-11