基片预处理对MWPCVD金刚石薄膜的影响

利用自行研制的石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜装置，研究了硅基片的不同预处理方式对沉积结果的影响。通过扫描电子显微镜形貌观察和喇曼谱分析表明，基片预处理能提高形核密度；用于预处理的金刚石研磨膏的粒度不同，影响金刚石薄膜沉积时的形核密度、晶形和薄膜的质量；表面划痕对沉积金刚石薄膜的影响具有双重性。     

杆状氧化铍表面金刚石薄膜的生长

利用一种新型线形微波等离子体源以甲烷和氢气为反应气体在135 mm×1 mm×0.5 mm杆状氧化铍表面沉积金刚石膜。研究了氧化铍基底预处理对金刚石形核密度和膜的连续性,以及基底温度对金刚石质量的影响。通过扫描电镜、拉曼光谱对沉积的金刚石膜表面形貌以及质量进行表征。实验结果表明:600#砂纸与金刚石粉混合预处理可以大大提高氧化铍表面金刚石的形核密度,得到连续性较好的金刚石薄膜;同时,基底温度不仅影响着金刚石膜的表面形貌,也影响着金刚石膜的质量。基底温度较低时,金刚石膜在沉积过程中二次形核增强,非金刚石相含量较高;提高沉积温度后,等离子体中H原子浓度增加,有利于金刚石质量的提高。     

衬底表面预处理对金刚石薄膜形核及长大的影响

用燃烧火焰法在 TC4 Ti 合金和单晶 Si(001)面上沉积了金刚石薄膜。对合成的膜进行了扫描电镜、激光喇曼光谱分析。结果表明,金刚石薄膜的结构和形貌强烈取决于沉积温度、O_2/C_2H_2流量比等工艺参数。研究了衬底表面预处理对金刚石薄膜形核及长大的影响,并对表面预处理影响形核的原因进行了初步探讨。     

燃焰法沉积金刚石薄膜的实验研究

研究分析了燃焰法沉积金刚石薄膜时基片表面处理状态，燃烧气体流量比基片温度对薄膜成核密度、质量和晶体形态的影响。结果表明，在不同粒度的研磨粉研磨的基片表面上金刚石薄膜成核密度不同；燃烧气体流量配比对金刚石薄膜的质量影响很大；基片温度是影响金刚石薄膜晶体形态的一个重要因素。     

HFCVD金刚石薄膜在Mo基体表面的形核

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)方法在Mo基体上沉积金刚石薄膜,使用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对薄膜样品进行分析检测,研究了表面形核密度随碳源浓度的变化.结果表明:随着碳源浓度增加表面形核密度增大,当碳源浓度达到3%时,表面形核密度质量最佳,当浓度进一步增大时,形核密度下降;随着碳源浓度增加,生长加快,当生长过快时影响形核过程,形核密度下降.     

热丝CVD金刚石薄膜制备及碳纳米管形核作用的研究

利用热丝化学气相沉积法（HF－CVD）进行了金刚石薄膜制备和碳纳米管形核作用的研究。获得了制备金刚石薄膜的优化工艺参数。利用碳纳米管作为形核前驱获得了高质量的金刚石薄膜，其沉积速率可达2．5μm/h，晶粒生长完善，而且没有出现聚晶现象。研究了碳纳米管涂料质量对薄膜沉积特性的影响，并对其机理进行了初步探讨。     

SiNx介质薄膜制备及其对GaN表面金刚石形核生长的影响

SiNx作为GaN和金刚石异质结构的中间层，不仅是下层GaN材料的保护层，也是上层金刚石的形核生长层，因此SiNx介质薄膜对于GaN表面合成高质量金刚石具有重要的意义。研究分别采用低压化学气相沉积（LPCVD）和磁控溅射（MS）方法在GaN-Si衬底上制备SiNx介质薄膜。利用扫描电镜、傅立叶红光光谱、X射线衍射、激光拉曼等技术对SiNx薄膜的表面形貌、晶体结构和表面官能团等进行分析。结果表明，采用LPCVD镀制的非晶态SiNx介质薄膜经籽晶播种、形核生长金刚石后，金刚石/SiNx/GaN界面完整致密；采用MS制备的SiNx介质薄膜呈晶态特征，对应的界面出现明显的刻蚀坑。沉积方式会影响SiNx薄膜的晶体结构和微观形貌，高致密度的非晶态结构有利于金刚石层快速形核生长，对于构建金刚石基GaN结构更为有利。     

硬质合金表面钴含量对金刚石形核密度的影响

对比分析了经金刚石磨盘研磨、脱钴／未脱钴ＹＧ８硬质合金上蒸镀非晶碳膜预处理对金刚石形核密度的影响。结果表明，未脱钴者，金刚石的形核密度低，金刚石结晶质量差，颗粒稀少，未成膜。原因是金刚石沉积过程中，基体内部的钴会扩散或蒸发到表面，产生明显聚集和长大。而经脱钴处理者，成核密度可达１０＾８ｃｍ＾－２，颗粒尺寸１～２μｍ，金刚石结晶质量好，刻面廓分明，表面基本成膜。     

WC和Si衬底生长金刚石薄膜的研究

采用ＳＥＭ,Ｒａｍａｎ光谱等手段,较全面系统地研究了ＨＦＣＶＤ法在ＷＣ和Ｓｉ衬底上生长金刚石薄膜时,衬底预处理、碳源深度、热丝及衬底温度等对金刚石形核、生长的影响。并对两种衬底进行了对比与分析,最后总结出影响金刚石形核密度、形核速率、晶形结构及晶形完善性的关键因素。     

用MPCVD法在WC—Co刀具上沉积金刚石薄膜

研究了硬质合金基体的预处理对金刚石沉积的影响,并确定了用MPCVD法在WC-Co刀具上沉积金刚石薄膜的工艺参数。采用了一些提高成核密度和沉积速率的方法,用SEM、XRD和Raman对金刚石薄膜的性质进行了分析。结果表明,合适的预处理可以有效的抑制钴的溢出并提高薄膜的质量。     

热丝CVD金刚石薄膜制备及碳纳米管形核作用的研究

利用热丝化学气相沉积法 (HF CVD)进行了金刚石薄膜制备和碳纳米管形核作用的研究。获得了制备金刚石薄膜的优化工艺参数。利用碳纳米管作为形核前驱获得了高质量的金刚石薄膜 ,其沉积速率可达 2 5 μm/h ,晶粒生长完美 ,而且没有出现聚晶现象。研究了碳纳米管涂料质量对薄膜沉积特性的影响 ,并对其机理进行了初步探讨     

用MPCVD法在WC-Co刀具上沉积金刚石薄膜(英文)

研究了硬质合金基体的预处理对金刚石沉积的影响,并确定了用 MPCVD法在 WC－ Co刀具 上沉积金刚石薄膜的工艺参数。采用了一些提高成核密度和沉积速率的方法, 用 SEM、 XRD和 Raman对金刚石薄膜的性质进行了分析。结果表明,合适的预处理可以有效的抑制钴的溢出并提 高薄膜的质量。     

金刚石薄膜形核与长大动力学的研究

采用热丝ＣＶＤ法在半底上合成了金刚石薄膜，研究了工艺参数对金刚石形核与长大的影响规律。形核密度随甲烷深度的增加和抛光膏粒度的减小而增加，随衬底工上升而增加至极值后下降，衬底温度过低，形核密度增加但形核为球状。     

微细硬质合金刀具沉积金刚石薄膜的形核研究

形核是HFCVD金刚石薄膜沉积的重要阶段,对金刚石薄膜质量至关重要。为实现金刚石薄膜在微细硬质合金刀具表面的高质量形核,选取了形核过程中的几个核心参数:热丝功率(P_f)、碳氢比(X)以及形核气压(p),设计了三因素三水平正交实验,采用SEM形貌分析、拉曼光谱分析以及EDS能谱分析等对形核尺寸、表面覆盖率和形核质量进行了研究。实验结果表明,热丝功率对形核尺寸和形核速率的影响最大,形核气压的影响最小,而对沉积质量影响较大的为热丝功率和形核气压,碳氢比的影响则最小。实验得到的最佳形核参数为:P_f=2 000 W,X=2.0%,p=1 400 Pa。     

温度场对金刚石薄膜质量的影响

在引进的韩国微波等离子化学气相沉积（MPCVD）设备中,利用氢气和甲烷作为气源,在单面抛光的（100）单晶硅片上研究了不同的形核温度和生长温度条件下制备出金刚石薄膜。通过Raman光谱、XRD光谱和扫描电子显微镜（SEM）对制备的金刚石膜的质量进行表征。研究结果表明,形核温度和生长温度对金刚石膜的生长均有影响。形核温度过低会增大薄膜中的非金刚石相的含量,促使二次形核增加,降低了金刚石薄膜质量。随着生长温度的升高,金刚石中非金刚石相含量越少,金刚石的质量提高,但金刚石的晶面同时也被大量刻蚀。     

采用正交法研究金刚石偏压形核

在微波等离子体化学气相沉积装置中 ,采用正交试验法研究金刚石在镜面抛光的Si( 1 0 0 )面上的偏压形核过程中 ,形核时间、偏压电压、气压及甲烷浓度对形核密度的影响 ,研究结果表明 :形核密度随形核时间的增加而增加 ,适中的偏压电压和沉积气压有利于金刚石的形核 ,而甲烷浓度的影响很小。正交试验所得的最佳形核条件为偏压 -1 5 0V ;时间 1 2min ;气压 4kPa;CH4 比率 5 % ,在该条件下金刚石的形核密度达到 1 0 1 0 个 cm2 。     

氧化铝基体表面预处理对金刚石薄膜生长的影响

采用微波等离子体化学气相沉积方法,在经不同预处理的氧化铝衬底上沉积金刚石薄膜.用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、扫描电镜(SEM)对所得薄膜的成分、物相纯度和表面形貌进行表征,比较不同的预处理方式对金刚石薄膜生长的影响.结果表明,基体表面经过熔融碱腐蚀后形成薄膜的膜基结合良好且膜材质量最佳,但表面平整度较低;而基体只经金刚石微粉乙醇悬浊液超声处理则在沉积时金刚石容易成膜,且结构要更为致密;在经过酸腐蚀的基体上沉积金刚石薄膜时,容易在薄膜与基体之间先形成过渡层,而后才进行金刚石薄膜的沉积.所得结果表明熔融碱腐蚀处理是获得电学应用氧化铝基金刚石薄膜复合材料的最适宜的基体表面预处理.     

一种提高金刚石薄膜形核密度的新方法

报导了一种提高火焰法合成高质量金刚石薄膜形核密度的新方法-化学腐蚀法;研究了在化学腐蚀试样表面上金刚石的形核与生长行为、晶粒度与形核密度之间的关系。试验表明:经腐蚀后的样品,金刚石形核均匀致密,2min内便能形成连续的膜。金刚石形核密度随晶粒度的增加而增大。初步分析了化学腐蚀法提高形核密度的原因,认为晶界对金刚石的形核起重要作用。     

MPCVD制备金刚石膜的形核与生长过程

简要介绍了金刚石膜的物理化学特性及应用领域。对比分析了主要化学气相沉积方法的优缺点,并指出MPCVD所面临的技术瓶颈。总结了反应腔体内压强、基片温度、基体材料及增强形核技术对金刚石膜形核过程的影响。较低腔体内压力、基片温度,高碳源浓度及等离子体预处理能有效提高形核密度。阐述了各过程参数对金刚石膜生长的影响和微米、纳米、超纳米金刚石膜的技术特点及应用。指出各类金刚石膜制备所面临的技术难题,并综述了解决该技术瓶颈的最新研究工作。     

甲烷浓度对于金刚石膜二次形核的影响

采用实验室研制的石英钟罩式MPCVD装置,在低功率(950 W)条件下,以H2-CH4为反应气源,在不同甲烷浓度下沉积了金刚石膜。利用扫描电子显微镜、激光拉曼光谱及X射线衍射仪等对金刚石膜二次形核现象进行了分析。实验结果表明:甲烷浓度变化对金刚石膜沉积过程中二次形核有不同程度的影响。甲烷浓度由1.0%上升到2.5%时,薄膜中二次形核现象逐渐增加,晶粒尺寸逐渐减小,金刚石相含量下降,晶面取向由(111)面转变为(220)面以及(311)面。