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     

<100> Textured Diamond Film on Silicon Grown by Hot Filament Chemical Vapor Deposition

The <100> textured growth of diamond film on HF eroded silicon wafer has been studied by HFCVD. The evolution of grain size and sudece morphology vs deposition time is presented and the <100> textured thick diamond film (80μm) with smooth surface, desirable for practical application in many fields is obtained     

CVD金刚石形核的研究

在钢渗铬层和硅片上进行了化学气相沉积金刚石膜,发现在渗铬层上形成的金刚石膜以球形金刚石为主;用高倍扫描电子显微镜分析显示,渗铬层上的球形金刚石是由大量二次晶核长大的微晶金刚石和非晶碳组成.     

无支撑、光学级MPCVD金刚石膜的研制

利用引进的6 kW微波等离子体化学气相沉积设备,进行了无支撑金刚石膜工艺的初步研究。在800~1050℃的基片温度范围内,金刚石膜都呈(111)择优取向;基片相对位置对沉积较大面积、光学级金刚石膜至关重要。制出0.25 mm厚Φ50 mm的无支撑金刚石膜。拉曼光谱和X射线衍射分析表明,合成的金刚石膜晶体结构完整,sp2含量极低;透过率测试结果说明了优良的光学性能:截止波长225 nm,光学透过率(λ≥2.5μm)≥70%。     

镍衬底上定向金刚石膜的成核与生长

提出了一种包括晶粒接种、高温退火、成核、生长四过程的薄膜沉积新方法 ,用射频等离子体增强热丝化学气相沉积系统 ,在Ni衬底上制备了定向金刚石膜。通过对成核和生长两过程工艺条件的研究 ,掌握了提高成核密度和金刚石定向生长规律。实验还表明 ,膜与Ni衬底之间未见Ni C H界面层的形成     

硼掺杂对热丝CVD法制备纳米晶硅薄膜微结构与光电性能的影响

采用热丝化学气相沉积法制备了不同B2H6掺杂比例(B2H6/SiH4为2%~15%)的p型纳米晶硅薄膜,通过探索B2H6掺杂比例、晶化率、光学带隙和电学性能(电导率、载流子浓度、霍尔迁移率)之间的关系以及薄膜掺杂机理来研究B2H6掺杂比例对薄膜微结构和光电性能的影响。在掺杂比例为11%时成功获得了电导率为32 S/cm的高电导率硼掺杂nc-Si∶H薄膜。     

汽相生长金刚石膜中的高温灯丝

热丝CVD（Chemical Vapor Deposition）法生长金刚石，热灯丝常用钨丝。在实验中，实验人员发现了钨丝的局限性，于是又选用了钽丝。经实验后，发现钽丝有更高的灯丝温度，但又具有自己的缺限。而将钨丝与钽丝结合起来，不仅能使灯丝温度更高，更兼有钨的优良性能。     

基片位置对MWPCVD制备金刚石薄膜的影响

在石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积实验装置中研究了基片位置对金刚石薄膜沉积质量的影响。扫描电子显微镜显微形貌观察和激光喇曼谱分析表明 ,对微波等离子体化学气相沉积制备金刚石薄膜而言 ,基片位置处于近等离子体球下游区域将有利于改善金刚石薄膜沉积质量。     

氧气对MWPCVD制备金刚石膜的影响

在水冷反应室式微波等离子体化学气相沉积装置中以混合的CH4/H2/O2为反应气体,研究了O2浓度对制备金刚石膜的影响.实验发现,很低浓度的O2会显著促进金刚石的沉积,并稍稍抑制非晶C的沉积,因而沉积膜中非晶C的含量急剧下降;较高浓度的O2会同时抑制金刚石和非晶C的沉积,但由于抑制金刚石的作用更强烈,沉积膜中非晶C的含量反而有所升高.另外,O2的存在,有利于沉积颗粒较小的金刚石膜.     

Selective Deposition of Hafnium Oxide Nanothin Films on OTS Patterned Si(100) Substrates by Metal–Organic Chemical Vapor Deposition

Soft lithography is a method for the manufacture of micro/nano size patterns and structures by using organic materials without the use of high energy. In particular, microcontact printing (muCP) is a very convenient and nonphotolithographic technique that can generate patterned features of self-assembled monolayers (SAMs). In this study, we carried out the selective deposition of HfO₂ nano-thin films on Si(100) substrates by combination of muCP using octadecyltrichlorosilane (OTS) and metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD). Single molecular precursor of Hf(O^tBu) ₄ was used for the growth of HfO₂ nano-films, and the deposition was carried out between 150degC and 400degC at a pressure of 3times10^-2 torr. The as-grown films were characterized by x-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray (EDX), x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and capacitance-voltage (C-V) and current-voltage (I-V) measurement. It is expected that the combination of muCP of SAM and MOCVD is a better method for fabricating the HfO ₂ thin films between micro and nano sizes     

利用HWCVD在柔性衬底上制备多晶硅薄膜

通过热丝化学气相沉积法（Hot Wire Chemical Vapor Deposition, HWCVD），采用间歇供应硅烷气体，持续通入氢气的方式控制硅薄膜的生长，发现该方法在有机衬底上生长的薄膜结构为多晶相占主导地位。此外，研究了不同间歇周期条件下薄膜的形貌和结构，并对生长机理进行了解释和讨论。     

热丝法低温生长硅上单晶碳化硅薄膜

提出了热丝化学气相淀积法，在低温（６００－７５０℃）下成功地生长出硅上单晶碳化硅薄膜，Ｘ光衍射谱、喇曼光谱证实了外延膜的单晶结构，光致发光测量证明外延ＳｉＣ材料室温下可稳定发射可见光。     

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

MOPCVD制备Ti(CN)硬膜研究

采用金属有机物四异丙基钛(Ti［OC     

硼掺杂对直流热阴极CVD金刚石薄膜生长特性的影响

采用直流热阴极CVD法以B(OCH3)3为掺杂剂制备了硼掺杂金刚石薄膜,利用等离子体发射光谱、SEM、Raman和XRD研究了硼掺杂对金刚石薄膜生长特性的影响,通过与未掺杂金刚石薄膜的对比发现:在直流热阴极CVD系统中,低浓度硼掺杂条件下能够长时间维持稳定的辉光放电. 掺硼后辉光等离子体活性基团(Hα、Hβ、C2、CH)的种类没有改变,但C2基团的浓度升高,而CH基团的浓度下降,薄膜的生长速率提高到0.65mg·cm-2·h-1. 硼掺杂金刚石薄膜为多晶薄膜,晶体生长良好,取向以(111)晶面为主,质量较未掺杂薄膜有所提高. 硼原子以取代或填隙的方式掺杂进入金刚石晶格,没有破坏金刚石晶体结构.     

热丝法沉积金刚石膜工艺参数优化的微观机理与预测

弄清化学气相沉积金刚石膜的机理对优化工艺参数具有指导意义。在前期工作中，作者辨析了氢原子、甲基和乙炔在金刚石膜沉积中的作用。本文建立了两个微观指标，即甲基浓度和氢原子与乙炔浓度的比值，分别对应生长金刚石和刻蚀非金刚石碳。通过对G-H和G-H-O反应气氛的模拟，讨论了这两个指标与灯丝温度、气源组成和气压的关系，并构建了含氧气氛生长金刚石的G-H-O三元相图。对热丝法沉积金刚石膜的工艺参数的优化选择进行了机理分析与预测。为工业化生产金刚石膜提供了参考。     

热丝法沉积金刚石膜工艺参数优的微观机理与预测

弄清化学气相沉积金刚石膜的机理对优化工艺参数具有指导意义.在前期工作中,作者辨析了氢原子、甲基和乙炔在金刚石膜沉积中的作用.本文建立了两个微观指标,即甲基浓度和氢原子与乙炔浓度的比值,分别对应生长金刚石和刻蚀非金刚石碳.通过对C-H和C-H-O反应气氛的模拟,讨论了这两个指标与灯丝温度、气源组成和气压的关系,并构建了含氧气氛生长金刚石的C-H-O三元相图.对热丝法沉积金刚石膜的工艺参数的优化选择进行了机理分析与预测,为工业化生产金刚石膜提供了参考.