金刚石薄膜低压气相生长中衬底表面缺陷的成核理论

在低压气相生长金刚石薄膜过程中,通过在衬底表面引入缺陷,通常是一种行之有效的提高成核密度的方法。但是,至今尚无公论的关于这种缺陷成核机制的详细报导和理论解释。本文在实验观测的基础上,提出了金刚石膜在衬底表面凹陷结构缺陷内成核的理论,并且讨论了该理论对于试图通过控制衬底表面缺陷来控制金刚石膜成核密度等人工微结构设计研究的意义。     

基片预处理工艺对CVD金刚石成核行为的影响

本文采用微波等离子体辅助化学气相沉积工艺,对不同预处理的(100)单晶硅基片上金刚石的成核行为进行了初步研究,并利用定量金相及扫描电子显微镜分析了金刚石的成核速率及晶体特征。由此提出了用0.1μm超细金刚石粉对基片的研磨工艺。该工艺可有效提高金刚石成核率,从而有助于获得晶粒细小均匀,表面粗糙度低的金刚石薄膜。采用C60涂复并结合研磨工艺,使成核率获得了进一步提高。     

金刚石薄膜衬底表面预处理技术

本文介绍国内外低压合成金刚石薄膜中对衬底表面预处理的几种典型的工艺方法；探讨衬底表面预处理对低压下合成金刚石薄膜的影响。     

Si衬底气相生长金刚石薄膜的成核机制

本文根据热力学成核理论，研究了Ｓｉ衬底表面气相生长金刚石薄膜的成核机理，提出了与实验相符的理论分析。     

CVD金刚石薄膜的抗腐蚀性研究

用微波等离子体化学气相沉积法在硅衬底上生长了金刚石薄膜;通过扫描电子显微镜和喇曼散射光谱对其性质进行了表征,将生成的样品分别放在氢氧化钾,四乙基氢氧化铵以及氢氟酸,硝酸和冰到混合液中进行腐蚀研究,结果发现在氢氧化钾腐蚀液中,金刚石薄膜出现片状脱落现象,而在后两种腐蚀液中却表现出良好的抗腐蚀性。     

低压气相生长金刚石薄膜成核机理的研究

本文论述了低压气相生长金刚石薄膜中活性原子团ＣＨ＿３和原子态氢在金刚石成核运动中的作用以及衬底材料性能对成核的影响，认为活性基ＣＨ＿３是生长金刚石的主要活性物质，它们在衬底表面的吸附、碰撞、聚集等构成了成核运动，原子氢在成核运动中的主要作用是参与ＣＨ＿３的脱氢反应和石墨相碳原子团的刻蚀反应，并且还有稳定ＣＨ＿３中ＳＰ￣３杂化轨道的作用。衬底材料性能对成核的影响在于晶格失配而导致的错配位错和晶格畸变所引起的界面势垒和晶核弹性能的增加。最后讨论了金刚石薄膜与衬底之间是否存在过渡层问题，认为过渡层不是金刚石唯一的成核区，它的存在与生长条件密切相关，并且解释了关于过渡层实验研究中遇到的相互矛盾的结论。     

基片表面预处理对热丝CVD法生长金钢石薄膜的影响

本文研究了在热丝CVD方法生长金刚石薄膜中,基片表面的研磨处理对金刚石成核密度以及生长膜结构的影响。发现基片表面的预处理一方面可以提高金刚石的成核密度,另一方面又使生长膜的结构变得不利于应用。最后讨论了基片表面预处理对金刚石成核作用的机理和两种新的表面预处理方法。     

C60薄层作为CVD金刚石成核区的研究

本文研究了在微波等离子体ＣＶＤ系统中，金刚石在Ｃ６０蒸发膜表面的成核行为，观察到金刚石晶核聚集现象，并且讨论了这种成核行为的产生机理。     

CVD金刚石薄膜的表面形貌研究

本工作采用HFCVD方法在Si、Mo衬底上生长出不同晶粒形貌的多晶金刚石薄膜,研究了生长条件(衬底温度、碳源浓度、反应压强)对金刚石薄膜晶粒形貌的影响。结果表明,在HFCVD方法中,金刚石薄膜晶粒形貌对生长条件十分敏感,生长条件的变化会导致不同形貌晶粒的生长。     

偏压预处理在CVD金刚石成核中的作用

本文基于已经得到的实验结果，分析了在负直流偏压、正直流偏压，以及叠加交流成份的负直流偏压等预处理过程中，偏压在不同ＣＶＤ生长的金刚石薄膜中对金刚石成核的影响。讨论了生长参数中反应压强和碳源浓度等变化对偏压增强成核效应的影响。     

金刚石薄膜的低温合成技术

本文综述了国内外低温和室温合成金刚石薄膜的发展现状和动态，介绍了几种典型的低温和室温合成金刚石薄膜的方法及工艺特点，给出了低温合成金刚石薄膜的一些基本规律。