热丝CVD法高速生长金刚石膜研究

使用热丝ＣＶＤ研究了碳源种类，氧气含量，灯丝温度，基底与灯丝间距离及异常辉光放电等对金刚石膜生长速度的影响，在此研究的基础上，优化工艺参数，使热丝ＣＶＤ法生长金刚石膜的速度提高到２０μｍ／ｈ。     

热丝辅助等离子体化学气相法生长c－BN薄膜

用热丝辅助射频等离子体化学气相沉积法（ＰＣＶＤ）合成：ｃ－ＢＮ薄膜获得成功。实验结果表明，灯丝温度、反应气压、衬底温度、灯丝与衬底距离对薄膜质量有重要影响。     

热丝CVD系统的温度场及基底表面的温度分布

基于一简单模型和叠加原理，分别研究了单丝和多丝化学气相沉积（ＣＶＤ）系统的温度场及基底表面的温度分布。由此得到沉积区域基底表面的温度分布以及金刚石薄膜的生长率与基底温度的关系曲线而得到基底表面的生长率分布，其结果与实验结果基本吻合     

申请号：201110290577．7专利

名称：一种微型钻头金刚石薄膜涂层的制造方法摘要：本发明公开了一种微型钻头金刚石薄膜涂层的制造方法,对微钻的基底材料进行表面处理,采用多步沉积法,控制热丝化学气相CVD（Chemical？ Vapor？ Deposition化学气相沉淀）金刚石薄膜沉积生长条件：加热热丝的温度、腔体内的压力、反应源气体的选择与流量、热丝的排布、微型钻头顶端与热丝之间的距离、热丝排布间距、薄膜沉积生长时间、微型钻头顶部表面温度等。     

热丝CVD系统的温度场及其度表面的温度分布

基于一简单模型和叠加原理，分别研究了单丝和多丝化学气相沉积（ＣＶＤ）系统的温度场及基底表面的温度分布。由此得到沉积区域基底表面的温度分布以及金刚石薄膜的生长率与基底的关系风线而得到基底表面的生长率分布，其结果与实验结果基本吻合。     

荷能粒子在类金刚石膜形成中的应用

类金刚石膜由于其优异性能和广泛应用已引起越来越多的研究兴趣。尽管各种化学和等离子体辅助ＣＶＤ和ＰＶＤ技术已用来沉积类金刚石膜（ＤＬＣ膜），但其形成机理仍不清楚。本文通过分析荷能离子的作用，应用热峰效应和离子刻蚀效应来解释ＤＬＣ膜的形成。     

CVD法生长金刚石晶粒的形态

用ＳＥＭ研究了ＣＶＤ法生长金刚石晶体形态，观察到了单晶立方八面体、双晶立方八面体和两种不同形态的二十面体。晶粒上的三角形晶面多为凹坑，电有晶面上分层发育的晶层。在二十面体中，还直接地发现了倾角间隙，对于ＣＶＤ法生长的金刚石晶粒这些都是首次观察到，此外还首次观察到其它几种立方多面体晶形。     

荷能粒子在类金刚石膜形成中的作用

类金刚石膜由于其优异性能和广泛应用已引起越来越多的研究兴趣。尽管各种化学和等离子体辅助ＣＶＤ和ＰＶＤ技术已用来沉积类金刚石膜（ＤＬＣ膜）,但其形成机理仍不清楚。本文通过分析荷能离子的作用,应用热峰效应和离子刻蚀效应来解释ＤＬＣ膜的形成     

一种专门用于刀具的热丝CVD金刚石

介绍了CVD金刚石厚膜的不同生长工艺的优缺点,并采用新型热丝CVD工艺生长出金刚石。新工艺生长出的热丝CVD金刚石具有成核密度高、晶粒细小、组织致密、孔洞缺陷和杂质少等优点,是CVD金刚石刀具的理想材料。     

干法制膜CVD技术

化学气相沉积（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，简称ＣＶＤ）是利用化学反应由气相生长固体物质的方法。一般把反应物是气体而生成物之一是固体的反应称为ＣＶＤ反应。通常ＣＶＤ是在高温下反应制取所需要的薄厚膜。ＣＶＤ法可制成各种薄膜和形成不同薄...     

热丝辅助等离子体化学气相法生长c—BN薄膜

用热丝辅助射频等离子体化学气相沉积法合成ｃ－ＢＮ薄膜获得成功，实验结果表明，灯丝温度、反应气压、衬底温度、灯丝与衬底距离对薄膜质量有重要影响。     

火焰法沉积金刚石过程碳与基底的反应

在大气中采用火焰法在单晶硅基底上沉积金刚石薄膜，研究了沉积过程中Ｃ与Ｓｉ基底的反应。结果表明：气相中的碳原子首先在基底表面被吸附，然后扩散进入基底并与基底反应，在较高的温度下，碳与基底反应形成碳化硅；在较低温下，没有发现形成ＳｉＣ．当碳原子在基底表面过饱和以后金刚石开始成核。     

火焰法沉积金刚石过程中碳与基底的反应

在大气中采用火焰法在单晶硅（Ｓｉ）基底上沉积金刚石薄膜，研究了在沉积过程中Ｃ与Ｓｉ基底的反应。结果表明：气相小的碳原子首光大基底表面被吸附，然后扩散进入基底并与基底反应，在较高的温度（＞１１５０℃）下，碳与基底反应形成碳化硅（ＳｉＣ）；在较低温度（＜９５０℃）下，没有发现形成ＳｉＣ。当碳原子在基底表面过饱和以后金刚石开始成核。     

金刚石薄膜显微结构研究

采用多种现代分析方法研究了热丝CVD法高速生长的金刚石薄膜的显微结构。XRD和Raman光谱结果表明薄膜由金刚石组成,金刚石薄膜的晶格参数与天然金刚石一致,没有非金刚石碳与其它杂相存在。AES与SIMS结果表明金刚石膜中只含有极微量的O、Na、N等杂质。SIMS分析结果还表明同位素C13在金刚石膜生长过程中富集。SEM结果表明基片表面状况影响金刚石薄膜的形核密度,而工作气压则影响金刚石薄膜晶形的完整性,适当气压下生长的金刚石薄膜致密且晶形完整、清晰。     

工艺参数对金刚石薄膜显微结构与性能的影响

着重研究了甲烷浓度、基体温度等工艺参数对热丝CVD法金刚石薄膜显微结构与性能的影响。基体温度（低于1050℃）越高,甲烷浓度越低,膜中非金刚石碳的含量就越低,金刚石的晶形就越完整,晶粒也越大,因而金刚石薄膜的电阻率、初始氧化温度就越高。金刚石薄膜电阻率随温度升高而线性下降,电阻温度系数达2×1010Ω·cm／’℃。     

文摘

20 0 10 30大面积ＣＶＤ金刚石膜的热铁板抛光 [刊 ,中 ]/刘敬明 ,蒋政 ,等∥北京科技大学学报 ,2 0 0 1,2 3(1) :43～ 45研制成功国内第 1台大面积ＣＶＤ金刚石膜热铁板抛光机。它可以在 10 -3 Ｐａ真空条件下 ,加热到 110 0℃ ;抛光台可以在 0～ 10ｒ/ｍｉｎ间实现无线调速 ,一次完成 3片Φ110ｍｍ的金刚石膜的抛光。金刚石膜在 980℃ ,2ｈ抛光的结果表明 ,该装置有良好的抛光效果。金刚石膜在 980℃抛光不同时间的Ｒａｍａｎ谱表明 ,金刚石热铁板抛光是金刚石石墨化和Ｃ原子不断扩散的过程。图 6参 62 0 0 10 31色谱法分离纯化富勒烯的研…     

CVD金刚石膜表面晶粒度的研究

采用热丝CVD法连续沉积金刚石,其晶粒尺寸与沉积时间至非线性关系,随着时间的延长,晶粒生长速率降低;工艺条件对金刚石膜表面晶粒度的影响主要与产生二次形核的时机有关。高的衬底温度和工作气压有利于得到粗大的晶粒尺寸,提高碳源浓度可使未成膜前的晶粒尺寸增大,而对成膜后的晶粒尺寸只有在浓度足够大时才产生显著影响。     

国外动态

国外动态利用尿素作掺杂氮源制造新一代高性能真空管用化学蒸气淀积（ＣＶＤ）法生长的金刚石薄膜制的阴极管，在商品电池提供的低电压下不能发射电子。为能在这样的电压下发射电子，科学家们正在试图研制“冷”阴极管，它要求金刚石必须用高浓度的施主掺杂剂（如氮）掺杂...     

电子供体影响Cr（VI）光还原速度的ESR／全息法研究

分别用电子自旋共振（ＥＳＲ）法和全息法研究了六价铬离子Ｃｒ（ＶＩ）在不同电子供体─—二甲基亚砜（ＤＭＳＯ）和Ｎ，Ｎ′－二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）──作用下向三价铬离子Ｃｒ（Ⅲ）的光转换速度。两种方法得到相同的结论：ＤＭＳＯ和ＤＭＦ都不同程度地加速了Ｃｒ（ＶＩ）的光致还原速度，ＤＭＳＯ的效果更加显著。     

热丝CVD法制备大面积高质量自支撑金刚石厚膜

采用热丝CVD方法,在Ф110mm的钼基体上,以丙酮为碳源,在高纯氢的作用下,成功地合成了高质量自支撑金刚石厚膜.X射线、SEM和拉曼光谱分析表明,所合成金刚石厚膜质量均匀,晶体单一、完好、纯度高,生长速度快,已接近制备实用化的金刚石膜的要求.