金刚石薄膜与WC─Co结合力的研究

对于金刚石薄膜涂层刀具来说，其薄膜涂层与衬底材料之间的结合力是一个十分重要的参数。本文就金刚石薄膜与硬质合金衬底间结合力的测量进行了报导。     

HFCVD方法沉积金刚石薄膜的生长研究

本文讨论了金刚石薄膜应用于光学领域所遇到的问题，研究了热丝ＣＶＤ（ＨＦＣＶＤ）方法生长应用于光学膜的金刚石薄膜过程中，衬底表面的预处理和沉积条件如碳源浓度、衬底温度等对制备腹晶粒尺度和晶粒间界以及膜表面形貌的影响．     

用过滤式电弧沉积系统制备类金刚石薄膜

介绍一种可用于沉积类金刚石薄膜的过滤式真空电弧沉积系统,研究了利用该系统制备的类金刚石薄膜的Ｒａｍａｎ光谱测试结果。实验表明,所设计的系统能可靠地触发并运行１００Ａ的碳电弧,电弧连续稳定燃烧的时间长于１０ｍｉｎ。在Ｓｉ（００１）、硬质合金和不锈钢等衬底上成功地制备出ＤＬＣ薄膜,沉积速度约为６０ｎｍ／ｍｉｎ。Ｒａｍａｎ光谱表明,所制备的ＤＬＣ涂层具有非晶结构,且ｓｐ３含量比脉冲激光沉积的类金刚石薄膜高。     

金刚石薄膜-金属接触的SEM和XRD研究

用ＳＥＭ和ＸＲＤ研究了金刚石薄膜与双层金属之间的接触及界面性质，采用微波等离子体ＣＶＤ方法在Ｓｉ（１１１）基片上沉积了掺硼金刚石薄膜，然后蒸发上Ｔｉ／Ａｕ金属层，在氮保护气氛下７００℃热处理５０ｍｉｎ后获得一个线性的电流－电压特性，经ＳＥＭ和ＸＲＤ实验结果表明，Ｔｉ／Ａｕ金属与金刚石薄膜之间优良的接触性能的获得，显然是由于大金刚石膜－Ｔｉ／Ｔｕ界面处产生了ＴｉＣ新相以及ＴｉＣ的浸润性质的缘故。     

HFCVD金刚石薄膜的热场模拟及实验

基体温度是影响金刚石薄膜生长质量的重要因素之一.基于有限元分析法,通过AN-SYS CFX软件对基体温度场进行模拟仿真,得到基体表面温度场的分布,并分别讨论了热丝-基体距离、热丝间距、水冷系数等参数对系统温度场均匀性和一致性的影响.经仿真优化后得到的参数值分别为热丝-基体距离10 mm、热丝间距15 mm、水冷系数1 000 W/(m2·K).在此优化工艺的基础上进行热丝化学气相沉积(HFCVD)金刚石薄膜的实验,并采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对金刚石薄膜表面特征进行检测.结果表明:利用仿真优化后的薄膜生长参数,可以在金刚石薄膜生长区域得到比较均匀的多晶金刚石薄膜.     

高保真类金刚石／钛复合球顶高频扬声器振膜的研制

本文采用真空阴极电弧沉积方法在纯钛球顶场声器振膜基体上沉积类金刚石（ＤＬＣ）薄膜。研制成ＤＬＣ／Ｔｉ复合球顶振膜。着重讨论了钛基体的材质、厚度、振膜形状尺寸、ＤＬＣ镀膜工艺参数对复合振膜性能的影响，并讨论了在镀膜过程中采用辅助工夹具以及合理的遮挡技术，保证振膜不变形和最佳的ＤＬＣ膜层厚度与分布，使ＤＬＣ／Ｔｉ球顶复合振膜频响达３０ｋＨｚ。     

C-H体系CVD金刚石薄膜

化学气相淀积金刚石薄膜过程中,ＣＨ３和Ｃ２Ｈ２是金刚石生长的主要前驱基团。Ｃ２Ｈ２与ＣＨ３浓度比（［Ｃ２Ｈ２］／［ＣＨ３］）的变化将影响金刚石薄膜的生长取向。用非平衡热力学耦合模型设计了Ｃ－Ｈ体系ＣＶＤ金刚石薄膜生长过程中Ｃ２Ｈ２浓度和ＣＨ３浓度随淀积条件的变化,并进一步获得了［Ｃ２Ｈ２］／［ＣＨ３］随衬底温度和ＣＨ４浓度的变化关系,从理论上探讨了金刚石薄膜（１１１）面和（１００）面取向生长与淀积     

氢原子侵蚀作用的研究

通过热力学计算和动力学分析，研究了热丝ＣＶＤ金刚石薄膜沉积过程中，氢原子对石墨相和金刚石相的侵蚀作用。结果表明；当衬底温度在８２３Ｋ－１２７３Ｋ间变化时，氢原子和石墨相反应的表观活化能小于氢原子和金刚石相反应的表观活化能，这是氢原子更易侵蚀石墨相的原因所在。     

金刚石薄膜及其在红外末制导系统中的应用

本文介绍了金刚石薄膜独特、优异的性能和低压化学汽相沉积（ＣＶＤ）金刚石薄膜的研究进展情况，并且就金刚石薄膜在红外末制导系统中的应用进行了分析和探讨。     

金刚石薄膜衬底表面不同预处理对薄膜表面形貌的影响

用微波等离子体化学气相沉积（ＣＶＤ）设备，在经过不同粒度的ＳｉＣ研磨粉进行粗化预处理过的金属钼衬底上沉积出了表面形貌有较大差异的金刚石薄膜，分别用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、光学显微镜和Ｘ射线衍射谱（ＸＲＤ）以及Ｒａｍａｎ光谱对样品进行了分析测试，并研究了各样品的场致电子发射特性。结果发现：在我们的实验范围内，对钼衬底研磨预处理所用的ＳｉＣ研磨粉的粒度越大，其上沉积出的金刚石薄膜样品的表面越粗糙；而金刚石薄膜的表面越粗糙，其场致发射的效果也越好。     

两种离子束方法制备Cr膜的分析研究

在室温下,采用离子束溅射同时经100 keV Ar 离子轰击的动态离子束混合技术和采用离子束溅射技术这两种方法制备Cr膜,并用XPS,SEM及AES对薄膜的结构、表面形貌、薄膜与基体附着力的影响等进行分析对比。结果表明,与离子束溅射技术制备的Cr膜相比较,动态离子束混合技术制备的Cr膜表面平滑,膜致密呈无气隙的柱状结构,且薄膜元素与基体元素混合形成的组分过渡层较宽,因而有效地提高了Cr膜的附着力。     

MEOMS封装的锗窗金属化结构界面特性研究

基于微光机电系统对真空封装的要求,采用磁控溅射法在锗窗口上制备不同膜系的金属化结构,研究在相同的热处理条件下,不同膜系结构对锗窗口界面特性的影响。采用俄歇电子能谱分析原子在膜层间和膜基间的扩散行为。采用划痕测试仪分析膜基间的力学性能。结果表明:Ni元素对Au元素的阻挡效果明显,Cr/Ge的界面扩散剧烈。Cr/Ni/Au金属化结构的膜基结合力为14N,优于其他膜系结构,对于提高锗窗膜基结合强度效果最显著。     

金属薄膜附着性的改进

根据薄膜附着机理,综述了影响金属薄膜附着性的因素。通过引入中间过渡层,减少应力来提高薄膜与衬底之间的结合强度,改善金属薄膜的性能。适当的热处理不仅能消除内应力,增强界面反应,而且对薄膜的性能有一定的影响。     

光电器件薄膜附着力评价方法的研究进展

薄膜与衬底的结合性能一直备受关注.在各种情况下,薄膜的性能都依赖于其与衬底的附着力大小.为了提高附着强度,需要深刻理解附着力的机理和开发合适的附着力测试技术.从基准附着力、热力学附着能和实际附着力三个不同角度提供了附着力评价途径.作为广泛使用的附着力粘接测试技术,拉脱法和压带剥落法等方法在大量样品测试方面具有独特优势,...     

Copper/Polyimide Heterojunctions: Controlling Interfacial Structures Through an Additive‐Based,All‐Wet Chemical Process Using Ion‐Doped Precursors

Heterojunctions comprising copper thin films and polyimide underlayers are exploited as an important system for generating flexible microelectronic circuit elements. A fully additive‐based chemical method that allows metallization of polyimide films with copper by the in situ reduction of copper ions doped in surface‐modified polyimide precursors is reported. It is shown that dimethylamine borane is a good reducing agent for copper ions initially complexed with carboxylate anions in the hydrolyzed polyimide layers. This reduction allows diffusion of copper ions towards the film surface to form copper thin films, and simultaneously controls the fabrication of interfacial microstructures between the copper and underlying polyimide. The formation of copper thin films and composite layers is elucidated by glow‐discharge optical emission spectrometry depth profiling, scanning electron microscopy, and cross‐sectional transmission electron microscopy studies, and it is shown that the final microstructure at the copper/polyimide interface is dependent upon experimental variables: a larger amount of copper ions incorporated into the modified layers and a higher reduction rate result in the formation of a granular layer containing smaller copper nanoparticles near the film surface. The granular layers thus formed are found to play a critical role in achieving strong adhesion between metal thin films and the substrate, owing to the increased contact area and hence the increased work of adhesion between them. These results have important implications for realizing a novel adhesion scheme between deposited metals and underlying dielectrics based on nanoscale interlocking through metal nanoparticles.     

热丝化学气相沉积法在CH4／H2混合气体中低温生长超薄纳米金刚石膜

用热丝化学气相沉积方法研究了低温(~550℃)和低反应气压(~7 Torr)下硅片上金刚石膜的成核和生长.成核过程中采用2.5%的CH4浓度,在经充分超声波预处理的硅片上获得了高达1.5×1011cm-2的成核密度.随CH4浓度的增加所成膜中的金刚石晶粒尺寸由亚微米转变到纳米级.成功合成了表面粗糙度小于4nm、超薄(厚度小于500nm)和晶粒尺寸小于50nm的纳米金刚石膜.膜与衬底结合牢固.膜从可见光至红外的光吸收系数小于2×104cm-1.用我们常规的HFCVD技术,在低温度和低压下可以生长出表面光滑超薄的纳米金刚石膜.     

高性能导电薄膜的制备

采用磁控溅射法在玻璃基底上制备了Cr-Cu-Al-Cr薄膜,用焊接法测试薄膜附着性能,用X射线衍射仪、原子力显微镜和台阶仪对薄膜进行表征,研究溅射过程中以及在高温大气环境下薄膜的防氧化方法,分析薄膜晶粒大小与电性能关系,制备出性能较好的导电膜。     

脉冲激光沉积类金刚石膜技术

脉冲激光沉积(PLD)技术制备类金刚石(DLC)薄膜存在着金刚石相含量较低、石墨颗粒多、薄膜与衬底附着力差、膜内应力大等技术难题,为此,研究人员研究出了多种技术措施,如通过引入背景气体、超快激光、偏压、磁场以及加热等措施提高了薄膜金刚石相含量;采用金刚石或丙酮靶材、减小单脉冲能量等措施减少了石墨颗粒;采用间歇沉积、真空退火、超快激光等措施减少了膜内应力;合理没计过渡层改善了膜与衬底间的附着力等.这些技术有力地推动了脉冲激光沉积技术的发展.     

Environmental protection of inkjet-printed Ag conductors

Electrically conductive silver nanoparticle ink patterns were fabricated using the inkjet printing method. Two different polymer films were used as the substrate materials. The patterns were exposed to humidity and salt fog and the electrical performance (sheet resistance and RF performance) as well as mechanical endurance (adhesion) were measured before and after the environmental tests. The electrical properties of the printed structures remained good in all the measurable samples. The adhesion between the ink and a substrate material appeared to be a greater challenge in harsh environments. Protection capabilities of one dip coated and one hot laminated barrier materials were evaluated during the environmental tests. The results showed that there is a need for environmental protection in printed electronics. Especially the laminated barrier films can offer a potential solution for shielding printed electronics in harsh environments as they can provide good mechanical protection, and can easily be integrated in roll-to-roll process.     

多弧离子镀(Ti,Al,Cr)N硬质膜的沉积工艺与力学性能

采用多弧离子镀技术并使用合金靶制备(Ti,Al,Cr)N多组元硬质膜.利用扫描电镜、X射线衍射仪对(Ti,Al,Cr)N膜层表面及断面形貌、成分、结构等进行观察测定,系统考察了沉积工艺对(Ti,Al,Cr)N膜层质量、硬度、膜/基结合力的影响,通过与TiN,(Ti,Al)N和(Ti,Cr)N等硬质膜进行比较,发现采用Ti-Al-Cr合金靶所制备的(Ti,Al,Cr)N硬质膜具有更高的硬度和更好的附着力,同时对沉积工艺有较强的适应性.