基体温度对金刚石厚膜沉积质量的影响

为探讨燃焰法沉积高质量金刚石厚膜的可能及其沉积速率，在反应气体流量比O2／C2H2=0．97～1范围内，研究了基体温度对燃焰法沉积金刚石厚膜的影响．结果表明，基体温度在610～730℃范围内可沉积出均匀、致密、结晶形态优良的金刚石厚膜；金刚石厚膜沉积速率随基体温度的下降而下降，基体温度约为730℃时，可以约50μm／h的较高速率沉积出淡黄色透明状高质量金刚石厚膜．当基体温度在820℃左右的高温时，金刚石厚膜不均匀，晶粒间存在较大间隙，且在金刚石厚膜生长过程中，存在较多的二次成核。     

气体流动方式对MPCVD金刚石薄膜均匀性的影响

在实验室自主研制的10 kW微波等离子体化学气相沉积装置上,通过改变气体的进出方式,探讨了气体流动方式对金刚石膜均匀性和质量的影响。结果表明:随着Si基片表面气体分子数增多,等离子体中的H原子和CH活性基团强度增强,扩散到基片表面中心的原子H和含碳活性基团增多,基片中心区域的金刚石膜生长速率略微有所提升,由原来的2.5μm/h提高到2.8μm/h,沉积得到的金刚石膜质量和均匀性均得到改善。     

燃焰法沉积金刚石薄膜的均匀性研究

研究了燃焰法沉积金刚石薄膜的质量均匀性,指出反应气体流量比是影响金刚石薄膜质量均匀性的主要因素,基片表面沉积区径向温度梯度使金刚石膜晶粒尺寸偏离沉积中心距离的增加而减小。     

燃焰法沉积高质量金刚石厚膜的研究

研究了气体流量比（Ｏ２／Ｃ２Ｈ２）对燃焰法沉积金刚石厚膜的影响,并以约５０μｈ的较高速率沉积出了均匀、致密呈淡黄色透明状的高质量金刚石厚膜。     

无支撑优质金刚石膜研制中的相关问题探讨

无支撑优质金刚石膜在微波真空器件和光学器件中的广泛应用,有赖于制备成本的下降和工艺的完善。结合微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石膜的工艺研究结果,本文就沉积速率、晶面取向以及内应力的相关问题进行了初步探讨。对于给定的设备,沉积速率与多种因素有关,包括膜的质量、膜厚均匀性和有效沉积面积、以及形核的密度。在通常情况下,金刚石膜呈(111)择优取向,而样品位置下移5mm后,观察到(100)取向。对内应力的初步研究表明,CH4/H2比例较低(1.5)时,金刚石膜的内应力趋向于压应力,而(100)取向的出现则有助于使内应力降到最低。     

用EA-CVD方法制备的大尺寸金刚石厚膜的品质和膜厚均匀性的研究

根据金刚石厚膜的实际应用要求,建立了EA-CVD(E lectron Assisted Chem ical Vapor Deposition)方法,制备出直径为80mm,膜厚为1mm以上的大尺寸高品质的均匀金刚石厚膜,其膜厚不均匀性小于5%,热导率不均匀性小于10%,膜片中部和边缘磨耗比基本相同,大约在1.5×105左右。同时研究了制备参数对膜的品质和膜厚均匀性的影响。结果表明:甲烷浓度、工作气压、偏流、灯丝与基片间距等参数对金刚石厚膜的品质和膜厚均匀性都产生影响。辉光等离子体的状态对膜的均匀生长作用明显,较低的工作气压,较大的偏流和较大的灯丝与基片间距有利于气体分解和辉光等离子体的发散,从而导致大面积金刚石厚膜不同位置的品质和膜厚趋于均匀。     

"大面积高光学质量金刚石膜制备、加工及应用"关键技术研究进展

采用具有我国独立知识产权的磁控/流体动力学控制大口径长通道等离子体炬技术(中国发明专利)建造的100kW级高功率DC Arc Plasma Jet CVD膜沉积系统(在气体循环条件下工作)和10kW级DC Arc Plasma Jet CVD装置成功地制备了高光学质量(光学级透明)大面积金刚石自支撑膜。在气体循环条件下制备的金刚石自支撑膜最大面积φ100mm,最大厚度～2mm。其中光学级透明金刚石膜最大直径φ60mm,厚度～0.6mm。在气体不循环状态(Blow down mode,10kW级JET)制备的光学级     

CVD金刚石膜产业化制备技术研究

为了解决化学气相沉积金刚石膜产业化进程中存在的生长速率慢、沉积尺寸小的难题,自行研制了适宜于大尺寸金刚石膜高速生长的电子辅助热灯丝式化学气相沉积(EAHFCVD)装置,通过反应气体中加氧将碳源浓度提高到10%以上,并优化反应压力与直流偏流密度二参数间的匹配,研究了该装置的生产特性,同时利用SEM、XRD和Raman光谱对沉积的金刚石膜进行了分析表征.研究结果表明,应用该装置高质量金刚石膜的沉积尺寸可达100mm以上,生长速率达到约10μm/h的水平,并制备出100mm×1 5mm的完整金刚石自支撑膜片,该技术可满足产业化生产的要求.     

大面积高光学质量金刚石自支撑膜的制备

介绍了一种新型的磁控/流体动力学控制的大口径长通道直流电弧等离子体炬,并据此设计建造了100千瓦级高功率DC Arc Plasma Jet CVD金刚石膜沉积系统.讨论了该系统采用的半封闭式气体循环系统的工作原理,以及在气体循环条件下制备大面积高光学质量金刚石自支撑膜的研究结果.     

大面积高光学质量金钢石自支撑膜的制备

介绍了一种新型的磁控/流体动力学控制的大口径长通道直流电弧等离子体炬，并据此设计建造了100千瓦级高功率DC Arc Plasma Jet CVD金刚石膜沉积系统，讨论了该系统采用的半封闭式气体循环系统的工作原理，以及在气体循环条件下制备大面积高光学质量金刚石自支撑膜的研究结果。     

大面积高质量金刚石自支撑膜热导率的影响因素研究

通过Raman、XRD、SEM分析方法分别对大面积高质量金刚石自支撑膜的质量、晶体结构、晶粒尺寸进行研究,分析它们对金刚石自支撑膜热导率的影响.研究结果表明,金刚石自支撑膜的质量对热导率的影响较大,质量越好,热导率越接近于天然金刚石的热导率;并且金刚石自支撑膜中晶体[220]取向度越高,热导率越高.形核面晶粒尺寸越大,晶粒间的晶界就减少,有利于提高金刚石自支撑膜的热导率.     

大面积金刚石自支撑膜机械抛光的优化工艺研究

研究了一种用于抛光等离子体溅射CVD法制备的金刚石自支撑膜的高效安全的抛光工艺.试验探索了转盘转速、金刚石粉颗粒尺寸、磨盘表面形状对金刚石自支撑膜磨抛速率的影响.研究表明:带槽盘对金刚石自支撑膜的粗研磨效果明显,速率较高,平面盘对提高金刚石自支撑膜的表面粗糙度有利;不同颗粒的金刚石粉对应着各自合适的能充分利用其磨削能力的转速,在这个转速下,金刚石自支撑膜的磨抛速率在12μm/h左右.本文通过对新的工艺参数的探索,为金刚石自支撑膜后续加工提供有力的技术支持.     

含氧碳源提高金刚石膜沉积速率的研究

采用微波等离子体化学气相法合成的金刚石膜质量好，但采用常规CH4-H2反应气体体系，金刚石膜的沉积速率较慢。为此，实验研究了C2H5OH-H2、CH3COCH3-H2等含氧体系下碳源浓度、微波功率、气体压力对金刚石膜沉积速率、表面形貌、电阻率的影响。结果表明，使用C2H5OH—H2、CH3COCH3-H2等含氧体系，金...     

热阴极辉光放电对金刚石膜沉积的影响

研究了在热阴极辉光放电等离子体化学气相沉积金刚石膜过程中，热阴极辉光放电特性与金刚石膜沉积工艺的关系．结果表明，适当的阴极温度是保证大电流、高气压辉光放电的必要条件．阴极的温度影响辉光放电阴极位降区的放电性质．金刚石膜的沉积速率随着气体压力(16～20kPa)的升高而上升，在18.6kPa左右出现最高值，而阳极位降区电场强度的降低使膜品质下降．放电电流(8～12A)对沉积速率的影响与气体压力的影响具有相似的规律．     

YG6基体上沉积金刚石膜的形貌不均匀性

研究了CH4／H2、气体流量和基片温度对YG6基体上沉积金刚石膜形貌不均匀性的影响，分析了形貌不均匀现象产生的原因。认为该现象与微波等离子体中电子浓度的分布特点有关。     

大面积光学级金刚石自支撑膜制备、加工及应用

大面积光学级金刚石自支撑膜的制备和加工是近年来在CVD金刚石研究领域的最重要的技术进展之一.在军事和民用光学领域有非常重要的应用前景.本文综述了北京科技大学近年来在CVD金刚石膜光学应用领域的研究进展.给出了采用高功率直流电弧等离子体喷射(DC Arc Plasma Jet)CVD工艺制备大面积光学级金刚石自支撑膜的研究结果,并报导了对所制备的光学级金刚石自支撑膜的光学、力学(机械)、热学、微波介电性能和抗激光损伤等方面的最新研究结果.     

类金刚石碳膜的制备工艺

用射频－直流等离子体化学气相沉积法制备出类金刚石膜，用多因素和单因素正交试验设计方法对类金刚石的沉积工艺进行了研究，结果表明，极板偏压、真空度和气体成分是影响膜沉积速率的主要因素。沉积速率与ＰＶ成正比，且随反应气体深度单调增加，但当Ｃ２Ｈ２浓度低于１０％时，几乎不能成膜。     

端部霍尔等离子体源沉积类金刚石膜的研究

本文通过对端部霍尔离子源特性的研究 ,采用自行研制的用于离子束辅助沉积的端部霍尔离子源成功镀制了类金刚石膜 ,并对采用该离子源制备类金刚石膜的工艺进行了研究和分析。实验结果表明 ,采用端部霍尔离子源镀制类金刚石膜不仅操作简单、可实现大面积沉积 ,而且类金刚石膜的沉积速率较大 ,最大可达 0 .8nm s,其折射率依不同工艺在 1.8～ 2 .2之间可调。并对不同工艺条件下制备的类金刚石膜的硬度进行了测试和分析。     

RF-PECVD制备类金刚石膜的研究

采用RF-PECVD法在锗(Ge)基片上沉积类金刚石(DLC)薄膜,研究了气体流量和气压对沉积区域均匀性的影响,以及基片厚度与沉积时间的关系。用拉曼光谱(Raman)分析DLC膜的结构组成,用傅立叶红外光谱仪(IR)对DLC膜的透过率进行了测量。结果表明,在气体流量为50 sccm,气压为10 Pa,功率800 W条件下薄膜厚度均匀性可达2.1%,极值透过率达62%。     

金刚石自支撑膜的高温红外透过性能

由于金刚石具有低吸收和优异的力学与导热性能使其成为长波(8~12μm)红外光学窗口材料的重要选择。对于许多极端条件的应用,化学气相沉积(CVD)金刚石自支撑膜的高温光学性质至关重要。应用直流电弧等离子喷射法制备光学级金刚石自支撑膜进行变化温度的红外光学透过性能研究,采用光学显微镜、X射线衍射、激光拉曼和傅里叶变换红外-拉曼光谱仪检测CVD金刚石膜的表面形貌、结构特征和红外光学性能。结果表明:在27℃时金刚石膜长波红外8~12μm之间的平均透过率达到65.95%,在500℃时8~12μm处的平均透过率为52.5%。透过率下降可分为3个阶段。对应于透过率随温度的下降,金刚石膜的吸收系数随温度的升高而增加。金刚石自支撑膜表面状态的变化,对金刚石膜光学性能的影响显著大于内部结构的影响。