Structure of polycrystalline diamond coatings deposited by СVD method in the plasma of glow discharge with the use of pulse power supply

Abstract

The structure of CVD carbon coatings synthesized in a hydrogen-methane mixture in the plasma of a glow discharge stabilized by a magnetic field using a pulsed power supply was studied by X-ray diffraction analysis and optical microscopy. The range of deposition parameters is determined, which ensure formation of polycrystalline diamond coatings. The coatings consist of diamond crystals with a clearly defined cut and the crystal lattice parameter close to the tabular value for natural diamond. The influence of the methane partial pressure in the gas mixture and the substrate temperature on the size and predominant orientation of diamond crystals in the coatings was determined. It is established that the use of the pulse mode and grounding of the substrate holder helps to improve the quality of diamond coatings.

Методами рентгеноструктурного аналізу та оптичної мікроскопії досліджено структуру CVD вуглецевих покриттів, що синтезуються у воднево-метановій суміші в плазмі тліючого розряду, стабілізованого магнітним полем, із застосуванням імпульсного джерела живлення. Визначено діапазон параметрів осадження, що забезпечують формування полікристалічних алмазних покриттів, які складаються з алмазних кристалів з чітко вираженою огранкою та параметром кристалічної решітки, близьким до табличної величини для природного алмазу. З’ясовано впливи парціального тиску метану в газовій суміші і температури підкладки на розмір та переважну орієнтацію кристалів алмазу в покриттях. Встановлено, що застосування імпульсного режиму та заземлення підкладинкотримача сприяє покрашенню якості покриттів.

Методами рентгеноструктурного анализа и оптической микроскопии исследована структура CVD углеродных покрытий, синтезируемых в водородно-метановой смеси в плазме тлеющего разряда, стабилизированного магнитным полем, с применением импульсного источника питания. Определен диапазон параметров осаждения, обеспечивающих формирование поликристаллических алмазных покрытий, состоящих из алмазных кристаллов с четко выраженной огранкой и параметром кристаллической решетки, близким к табличному значению для природного алмаза. Выяснено влияние парциального давления метана в газовой смеси и температуры подложки на размер и преимущественную ориентацию кристаллов алмаза в покрытиях. Установлено, что использование импульсного режима и заземленного подложкодержателя способствует улучшению качества покрытий.