化学气相沉积金刚石薄膜

概述了金刚石膜的发展过程及近年来的发展趋势.阐述了有关的生长机制.对生长金刚石膜非常重要的几个问题有,提高金刚石成份的生长率;稳定金刚石结构,并清洗掉不需要的石墨,引入氢,控制其浓度;或以某种形式赋予石墨以一定能量,使其转变为金刚石.简单的介绍了化学输运过程方法和等离子体动力学方法,总结了研究中已经解决的问题和尚不清楚的问题.收集和整理了金刚石,金刚石膜和类金刚石的性能,进行了对比,并将金刚石膜与一些电子材料进行了比较,最后简述了可能的应用.人造金刚石膜具有优越的性能,这是任何其它材料无法与之比拟的,同时它的造价低廉,因此美国纽约时报惊呼,人造金刚石膜已为电子学、光学、机械加工、化学工业和军事科学开辟了一个新纪元.目前金刚石膜的研制使得东西方的科学家极为振奋,在日本、美国和苏联正在兴起“金刚石热”.     

低温沉积金刚石薄膜的研究

利用微波等离子体化学气相沉积法,以甲烷、氢气和氩气作为工作气体,在较低的沉积温度下,沉积得到了连续的金刚石薄膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱仪分别对金刚石薄膜的表面形貌、生长结构以及沉积质量进行了表征。实验结果表明,氩气的引入虽然可以有效的降低获得金刚石薄膜所需的基片温度,但为了提高金刚石薄膜的质量,需要适当的提高微波功率。同时,当基片温度一定时,在CH4/H2/Ar体系和CH4/H2体系下均可获得表面形貌与生长结构相似的金刚石薄膜,且可能利用CH4/H2/Ar作为工作气体沉积金刚石薄膜所需要的微波功率更低。     

电弧侧面金刚石薄膜的沉积

利用磁约束直流等离子体炬设备和Ａｒ＋Ｈ２＋ＣＨ４混合气体，在喷出的电弧侧面的无水冷的ＡｌＮ（氮化铝陶瓷）衬底上，成功的制备出金刚石薄膜。使用扫描电子显微镜、Ｘ射线衍射仪和Ｒａｍａｎ光谱研究了金刚石薄膜形貌、生长速率及质量。     

金刚石晶粒和薄膜的侧向沉积

将传统的灯丝热解化学气相沉积系统改装成侧向沉积系统，并在其中进行了金刚石薄膜的正、侧向沉积。研究表明，侧向沉积的成核密度和生长度与正向沉积的情况基本相同，崦侧向沉积系统中金刚石颗粒和薄膜的沉积速率要比传统的沉积系统的高，但结构更趋复杂。讨论服基底对金刚石成核和生长过程的影响，深化了厂金刚石沉积机理的理解。     

金刚石薄膜的沉积技术及其应用

本文介绍了金刚石气相合成的历史,金刚石薄膜的沉积方法、沉积机理以及金刚石薄膜的性能,分析了金刚石薄膜沉积技术的发展方向及其应用前景。     

液相电沉积金刚石薄膜的研究进展

评述了液相沉积(类)金刚石薄膜的研究现状,介绍了液相合成(类)金刚石薄膜的装置、液态源及薄膜的性能,分析了如何更好地提高(类)金刚石薄膜质量,并在此基础上提出了一种可能制备出高质量金刚石薄膜的脉冲电弧放电沉积装置.     

等离子体化学气相法沉积金刚石薄膜

本文介绍和评述了化学气相沉积法制备人造金刚石薄膜及其进展。重点评述了反应机理、发展历史、沉积方法、补底材料、检测手段。论述了有利于形成立方晶系金刚石材料的沉积条件。     

等离子体化学气相法沉积金刚石薄膜

本文介绍和评述了化学气相沉积法制备人造金刚石薄膜及其进展，重点评述了反应机理，发展历史，沉积方法，补底材料，检测手段，论述了有利于形成立方晶系金刚石材料的沉积条件。     

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。     

高气压对MPCVD沉积金刚石薄膜的影响

本研究在10 kW微波等离子体CVD装置中进行,以仿真模拟为辅助理论依据研究了在一定的高功率环境下,气压对金刚石薄膜沉积质量的影响。利用SEM表征对金刚石表面形貌变化进行分析,利用Raman表征结果分析了不同气压环境下金刚石薄膜的结晶质量及半高宽的变化情况。研究结果表明,气压对电子密度影响很大,进而影响金刚石沉积薄膜的表面形貌。在5 kW微波功率下,17 kPa为最优沉积气压,沉积形貌相对最好,半高宽最小。当气压低于17 kPa时,结晶质量随气压增大而增大;当超过17 kPa时,结晶质量不增反降。     

化学汽相沉积金刚石薄膜的生长

利用热丝化学汽相沉积法生长出优异的金刚石薄膜，研究表明，金刚石的成核依赖于沉积点的尖锐度，薄膜的生长包括晶粒长大和薄膜上的二次成核及其生长，可用分层生长来描述，金刚石晶粒的生长由外延生长和二次成核及其生长组成。也是分层进行的，结果导致了金刚石晶体和薄膜的层状结构。     

线形微波等离子体CVD金刚石薄膜沉积技术

本文将讨论一种新型的微波等离子体CVD设备———线形微波等离子体CVD设备和其在金刚石薄膜制备技术中的应用。利用Langmuir探针方法对线形微波等离子体CVD设备产生的H2等离子体进行的等离子体参数测量表明,在工频半波激励的条件下,H2等离子体的电子温度和等离子体密度分别约为6 eV和1×1010/cm3。尝试利用线形微波等离子体CVD设备,在直径为0.5 mm的小尺寸硬质合金微型钻头上进行了金刚石涂层的沉积,获得了质量良好的金刚石涂层。由于线形微波等离子体CVD设备产生的等离子体面积具有容易扩大的优点,因而在需要使用较大面积等离子体的场合,它将有着很好的应用前景。     

射频PECVD高速沉积微晶硅薄膜

本文采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术高速沉积微晶硅薄膜。系统研究了射频功率、气体总流量、沉积气压、硅烷浓度等沉积参数对薄膜沉积速率和晶化率的影响。通过沉积参数的优化,使微晶硅薄膜沉积速率达到了3/s左右。     

沉积参数对化学气相沉积纳米金刚石薄膜的影响

用强电流直流伸展电弧化学气相沉积金刚石薄膜装置,在CH4-Ar和CH4-H2-Ar气氛中沉积了纳米金刚石薄膜,研究了沉积气氛中H2加入量和沉积压力对金刚石薄膜显微组织和生长机制的影响.沉积气氛中H2含量对金刚石薄膜的表面形貌、晶粒尺寸和生长速度有显著影响,随着H2含量增加,金刚石晶粒尺寸增大,薄膜生长速度提高.在1%CH4-Ar气氛中沉积的纳米金刚石薄膜,晶粒尺寸细小,薄膜表面形貌光滑平整.在1%CH4-少量H2-Ar气氛中沉积的金刚石薄膜,晶粒尺寸小于100nm,薄膜表面形貌较平整.随着沉积压力提高,金刚石薄膜的生长速度增大.用激光Ram an对金刚石薄膜进行了表征.     

化学气相沉积金刚石薄膜的摩擦学性能研究进展

介绍了化学气相沉积金刚石薄膜的的主要方法，着重讨论了金刚石的摩擦学性能研究，简要分析了化学气相沉积金刚石薄膜中存在的问题。     

类金刚石薄膜的气相沉积新型工艺发展

类金刚石薄膜有着与金刚石薄膜相近的优异性能,且其制备条件相对而言比较温和,因此其制备工艺的发展一直得到广大研究者的关注。在各类型制备工艺中,低温气相沉积法由于其制备条件容易实现,生产设备可大规模生产化而得到了广泛的应用。简述了传统制备类金刚石薄膜的低温工艺,重点介绍了现阶段微波电子回旋等离子体沉积和真空磁过滤弧沉积等新型工艺发展现状。