金刚石镶嵌非晶碳膜和类金刚石薄膜的场致电子发射研究

报道了在钼衬底上利用微波等离子体化学气相淀积技术制备金刚石镶嵌非晶碳膜，在硅衬底上用脉冲激光淀积技术（pulsedLaserDeposition）制备类金刚石薄膜，并对其场发射特性和机理进行了进一步的研究。用金刚石镶嵌非晶碳膜作阴极，在2．1V／μm的场强下便有电子发射，最大发射电流密度为4mA／cm2。实验表明，金刚石镶嵌非晶碳膜是制做场效发射冷阴极的合适材料。     

含氢硬碳膜的射频等离子体淀积

本文介绍在电容耦合射频放电中用碳氢化合物、如CH_4、C_2H_4及C_6H_6来制备硬碳膜。这种硬碳膜呈电绝缘(电阻率为10~(12)Ωcm),透红外,很硬(克氏硬度为1400kp/mm~2),折射率为1.8～2.0,可淀积于玻璃、石英、硅、锗、SiC、GaAs、Gd_3Ga_5O_(12)上,淀积速率很高(1000/min)。锗衬底上的这种单层膜在10.6μm处的反射小于0.2％。     

锗基底3～5μm和8～12μm双波段红外增透膜研究

文中简要叙述了双波段(3～5μm 和8～12μm) 红外增透膜的膜料选择以及锗基底上红外双波段增透膜的设计与镀制,介绍了离子束辅助沉积技术制备该薄膜的过程。提出了采用脉冲真空电弧离子镀技术镀制无氢类金刚石膜作为红外增透膜的保护膜,并讨论了镀制类金刚石膜后,镀膜元件的光谱特性。     

ULSI低介电常数材料制备中的CVD技术

综述了制备ULSI低介电常数材料的各种CVD技术。详细介绍了PCVD技术淀积含氟氧化硅薄膜、含氟无定型碳膜与聚酰亚胺类薄膜的工艺,简要介绍了APCVD技术淀积聚对二甲苯类有机薄膜及RTCVD技术淀积SiOF薄膜的工艺。     

在锗基底上采用离子辅助淀积的宽带减反射膜

在220℃温度的锗基底上,采用或未采用离子辅助淀积片镀制了五种宽带减反射膜.在这些膜上进行1.06μm波长、0.1μm脉冲的激光损伤阈值的测量.在氩离子轰击下淀积的锗膜显示出较高的激光损伤阈值,所以,锗基底上的减反射膜具有更强的牢固度.     

离子镀技术在光学薄膜中的应用

光学薄膜的制备有真空蒸发、反应蒸发、溅射、等离子体淀积及离子镀等方法。离子镀技术在1963年美国马托斯提出后,经过二十年的发展,已成为将真空蒸发和溅射相结合的制备薄膜的新颖而获得广泛应用的工艺。它在航空工业、机械制造工业、轻工业、电子工业及光学工业等部门中,已显示出了巨大的优越性。这种工艺相对于其它制备薄膜的技术来说,具有许多独特的优点:(1)沉积速率快,蒸发料粒子电离后,动能可达3000～5000eV,沉积速率可达0.24～1μm/min,而溅积仅只达～0.1μm/min;(2)附着力好,粒子高速轰击工件时,能够穿透工件表面,形成一种注入基体的     

灯丝温度对生长金刚石薄膜的影响

用热丝化学气相沉积法在Si（110）和钛合金衬底上淀积了金刚石薄膜。借助扫描电镜、喇曼光谱和X射线衍射等分析手段，研究了灯丝温度和衬底表面预处理对合成金刚石薄膜的影响。灯丝温度超过2300℃时，金刚石薄膜中含有多晶碳化钨；灯丝温度在1500～1800℃之间时，非金刚石碳相的含量增加。经预淀积类金刚石薄膜后，金刚石薄膜的形核密度大于机械抛光的形核密度。     

类金刚石薄膜的生长研究

近年来,类金刚石碳膜引起了很大关注。本文采用直流辉光放电法和外加直流偏 压高频辉光放电法制备非备晶碳膜,证实了直流辉光放电法的生长机理是正离子淀积过程;而高频辉光法的生长机理则比较复杂,可能存在正离子和自由基的混合过程。生长温度对薄膜折射率有一定影响。     

CVD金刚石膜用作TaN2热敏打印头表面保护层的研究

报道了用微波等离子体化学气相淀积技术在ＴａＮ２电阻材料上淀积高质量金刚石薄膜的制备工艺，以及扫描电镜、Ｘ射线衍射、拉曼光谱、压痕测试的测试结果。探讨了提高金刚石膜在非金刚石衬底成核密度与粘附性的实验方法，从实验上证实了ＣＶＤ金刚石膜可以用作ＴａＮ２热敏打印头表面保护层。     

过渡层对类球状微米金刚石聚晶的场发射影响

在陶瓷衬底上通过磁控溅射方法镀上金属Ti层后,改用CH4为溅射气体制备一层碳化物过渡层,利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备出类球状微米金刚石聚晶薄膜。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱和x-射线衍射分析了薄膜的结构和表面形貌。测试了类球状微米金刚石聚晶膜的场致电子发射特性,有过渡层制备的类球状微米金刚石聚晶膜的场发射开启电场仅为0.9V/μm,在2.5V/μm的发射电场下电流密度是10.8mA/cm2,而无过渡层制备的类球状微米金刚石聚晶膜的开启电场为1.27V/μm,在2.5V/μm的发射电场下电流密度是0.5mA/cm2。实验结果表明,有碳化物过渡层的类球状微米金刚石聚晶薄膜的场发射特性效果更好。     

介绍几种薄膜制备新技术

薄膜是半导体器件制造中常用的材料,它的制备方法有蒸发、溅射和CVD等.激光束和电子束制备薄膜,由于它具有反应时间短、加热温度低、加热范围小以及加热和冷却迅速等特点而逐步受到重视.本文着重介绍用激光束制备半导体膜、金属硅化物膜和介质膜.半导体膜的制备又可分为束辐照再结晶和激光诱导化学气相淀积(LCVD)两种方法.辐照再结晶是使绝缘衬底上的多晶,在激光束的辐照下发生熔化再结晶.形成单晶膜.LCVD是在超高真空系统中,通入SiH_4或GeH_4,在激光束的辐照下分解出硅或锗原子,并淀积于衬底上.如果在系统中加入笑气便形成氧化膜,并比较了用该方法制备的氧化膜与常规热氧化和LPCVD膜.     

可见与红外制导系统高通滤光片的研制

可见与红外的制导系统作为一种制导手段,在军事领域得到了越来越广泛的重视。为了满足红外光学仪器的使用要求,根据薄膜光学理论对可见-红外3个波段进行了膜系设计;对几种常用的可见与红外材料进行对比,分别用硫化锌和氟化镱作为镀膜材料。通过电子束加热蒸发的方式,配合离子辅助淀积技术,在锗基底上制备了多层介质膜,在450～950nm波段平均反射率约为91%,3.7～4.8μm和7.5～9.0μm红外波段平均透射率约86%。该薄膜将多个波段的要求集为一体,可使光学仪器的结构得到简化。测试结果表明,此薄膜各项指标满足使用要求。     

微米金刚石薄膜的制备与场发射研究

利用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法,在镀金属钛层的陶瓷基底上面,调整优化沉积参数,制备出了碳膜。通过各种仪器分析了碳膜的内部结构和表面形貌,证明该碳膜是微米金刚石薄膜。进一步将微米金刚石薄膜作为场发射阴极材料,测试了其场致电子发射特性。稳定发射状态下的开启电场为1.15V/μm, 在3.35V/μm的电场下,其场发射电流密度为0.81mA/cm2,发射点密度约为104/ cm2。并对其发射机理进行了研究。     

射频功率对红外光学用类金刚石膜结构和性能的影响

利用射频等离子体增强化学气相沉积技术,以CH4为气源,在单晶锗基底上制备了具有红外增透效果的薄膜。Raman光谱分析表明,D峰和G峰分别位于1200~1450 cm-1和1500~1700 cm-1之间,说明薄膜具有典型的类金刚石的特征峰,可知镀制的薄膜是类金刚石膜。通过研究射频功率对类金刚石膜红外透过率以及硬度等性能的影响,分析了类金刚石膜的红外透过率和纳米硬度随着薄膜中sp3含量的增加而增大的原因,从而找出一种利用PECVD方法制备DLC膜的最佳工艺参数。     

通过提高生长温度改善碳化锗薄膜的性能

利用磁控溅射制备碳化锗(Ge1-xCx)薄膜,系统地研究了生长温度(Tg)对所获薄膜成分及性能的影响并揭示了它们之间的内在关系。研究发现所有Ge1-xCx薄膜样品均为非晶结构,随着Tg从60℃增加到500℃,膜中锗含量增加,而碳含量相对降低,这种成分的改变增加了膜中组成原子的平均质量,进而导致薄膜折射率从2.3增加到4.3,这种折射率大范围连续可调的特性十分有利于Ge1-xCx多层红外增透保护膜的设计和制备。此外研究还发现,随着Tg的增加,Ge1-xCx膜中Ge—H和C—H键逐渐减少,这不但显著减小了薄膜在～5.3μm和～3.4μm处的光吸收,而且显著提高了薄膜的硬度。这些结果表明,提高生长温度是调制Ge1-xCx薄膜成分、改善其光学和力学性能的有效途径。     

RF化学气相淀积金刚石薄膜

本文论述了金刚石薄膜的优点，比较了化学淀积金刚石薄膜的常用方法的优缺点，主要介绍了电容耦合射频化学气相淀积金刚石薄膜的原理和近期国际对典型电容耦合气相淀积设备的改进研究。     

类金刚石新型薄膜材料

本文讨论了用气体离子化淀积技术制作类金刚石薄膜的方法,并研究了使用乙炔气体时的工艺条件。薄膜的性能与加速电压、基片温度、磁感应强度等淀积条件密切相关。在合适的条件下薄膜的威氏硬度可大于蓝宝石,有良好的导热性,且在电绝缘、耐腐蚀性等方面均接近金刚石的性能。电子衍射图像表明,薄膜中含有微小的金刚石晶粒。     

多晶锗硅室温微测辐射热计线性阵列的研制

采用超高真空气相淀积系统 ( UHVCVD)制备了多晶锗硅薄膜 ( poly-Si0 .7Ge0 .3) ,研究了它的退火特性和电阻温度特性。将多晶锗硅薄膜电阻作为微测辐射热计的敏感元件 ,采用体硅微机械加工技术制作了 8× 1桥式微测辐射热计线性阵列 ,优化设计的微桥由两臂支撑 ,支撑臂的长和宽分别为 2 2 0 μm和 8μm,桥面面积为 80μm× 80μm。测试结果表明 ,在 773 K黑体源 8～ 1 4μm红外辐射下 ,调制频率为 3 0 Hz时 ,阵列中各单元的电压响应率为 6.2 3 k V/W～ 6.40 k V/W,探测率为 2 .2 4× 1 0 8cm Hz1 /2 W- 1～ 2 .3 3× 1 0 8cm Hz1 /2 W- 1 ,热响应时间为2 1 .2 ms～ 2 2 .1 ms,表明了器件具有较高的性能及较好的一致性。     

液相法电沉积类金刚石薄膜的表面形貌研究

采用脉冲直流电源,以甲醇有机溶液作为碳源,在常压60℃的条件下,采用电化学沉积方法在不锈钢表面制备了类金刚石碳薄膜.在电沉积过程中电流密度最高达到150 mA/cm2,沉积速度为500 m/h.用原子力显微镜和扫描电镜表征了薄膜的表面形貌,透射电镜和电子衍射谱表征了薄膜的结构.结果表明:沉积的类金刚石碳DLC膜是由均匀分布的球形纳米颗粒组成,粒度约为300 nm～400 nm,而且致密光滑;不锈钢上沉积的类金刚石薄膜,薄膜的生长是在基体表面划刻的边缘形核中心开始生长,并且生长先由基体的边缘向中心然后逐渐覆盖基体表面.     

铜掺杂碳膜的蒙特卡罗模拟及其电学特性的计算(英文)北大核心CSCD

采用蒙特卡罗的方法模拟了铜掺杂碳膜的淀积过程。首先建立空间网格结构,通过在网格结构上随机降落原子来模拟薄膜的淀积过程。薄膜的电学特性通过解泊松方程来计算。仿真结果表明,薄膜表面的粗糙程度随着碳含量的上升而下降;含碳量为20％～25％的薄膜电阻很低而含碳量在60％～75％的薄膜电阻则很高。仿真结果与现有实验结果高度吻合,保证了仿真的正确性。