CVD金刚石膜制备方法及其应用

介绍了金刚石膜的应用和低压下化学汽相沉积金刚石膜的主要方法及其最新进展,并对各种方法的优缺点作了简要评述。     

CVD金刚石薄膜RIE掩模技术研究

金铡石薄膜反应离子刻蚀（RIE）必须选用硬掩模，其于掩刻蚀选择比和掩模图形化加工特性考虑，镍和镍钛合金掩模是较好选择，其中，NiTi合金薄膜具有刻蚀选择比高，加工工艺简单，图形化效果好的优势，Ni掩模特别是电镀方法制作的Ni掩模以其精确的尺寸控制能力，理想的多层结构模式和适当的刻蚀选择比而特别适合于精细结构加工的使用，使用上述掩模对金刚石薄膜进行RIE，可以获得线条整齐规则，侧壁平滑陡直的优异加工效果。     

基于电感耦合氧等离子体金刚石膜表面修饰的功率优化

采用电感耦合等离子体（ICP）氧等离子体刻蚀金刚石膜,探寻金刚石膜表面处理的方法。通过分析不同ICP射频源功率和不同偏压源功率下的刻蚀速率,研究了金刚石膜刻蚀的机理作用;通过拉曼光谱进行表征,分析刻蚀前后sp2与sp3的含量。结果表明,在ICP氧等离子体刻蚀的过程中,sp3键部分转化为sp2键;刻蚀后表面粗糙度降低;当...     

用激光刻蚀法在金刚石膜表面形成减反射微结构

引言　　金刚石具有一系列独特的性质 :宽光谱区透明、硬度、耐磨性、化学惰性和高激光损伤阈值。由于气相沉积多晶金刚石膜工业工艺的发展 ,它有了广泛应用 ,其中包括作为制造光学元件的材料[1 ] 。金刚石有较高的折射率 ,由于反射损耗 ,金刚石板在 10 .6 μm波长的透射率不大于 71% ,因此研究金刚石膜增透课题具有特殊的迫切性。一般的薄膜式减反涂层在性能上逊于金刚石 ,不能充分利用金刚石板的独特性质。没有这种缺点的可供选择的方法是在金刚石膜表面形成起伏的周期性亚波长结构。人们知道 ,周期小于Λmax=λ/ n (式中λ为入射辐射的波…     

金刚石高成核选择比图形化技术

报道了一种新的金刚石薄膜选择生长图形化技术。首先用直流偏压增强的微波等离子体化学气相沉积（ＭＰＣＶＤ）对图形区域（Ｓｉ）高密度金刚石成核，接着对掩模区域（ＳｉＯ２）进行一次化学浅腐蚀，然后正常生长金刚石薄膜，得到表面光滑、侧壁陡直的金刚石精细图形。用该技术制作了金刚石微马达结构，其厚度为２μｍ，转子直径１５０μｍ。图形间隙可控制至１－２μｍ。     

CVD异质外延金刚石膜最新研究进展

评论了国内外化学气相沉积的异质外延金刚石膜制备技术、性质表征以及应用和展望。     

直流等离子体CVD法在Si（100）衬底上局部定向核化及外延生长金刚石膜

低压气相法合成的金刚石薄膜和天然金刚石一样,具有优异的力学、光学、电学、化学及热学性质。可广泛应用于机械、电子和光学等工业领域,因而引起了人们极大的兴趣。金刚石还具有半导体性质。并能在多种衬底上利用低压气相合成金刚石膜,还可进行选择性的掺入需要的杂质。这就为制备金刚石半导体器件提供了可能性。实验表明,在金刚石膜生长过程中进行掺杂强烈地依赖于晶体生长方向     

等离子刻蚀铬膜的研究

本文叙述等离子刻蚀铬膜的基本原理,用空气携带四氯化碳为气源,在高频电场作用下产生等离子体.实验证明,该等离子体能有效地刻蚀铬膜,获得较理想的微细图形.     

高质量CVD金刚石自支撑膜的连续激光损伤研究

利用HJ - 4型连续CO2 激光对金刚石膜进行了激光损伤阈值的研究,损伤后的金刚石膜用SEM和Raman进行了表征。研究结果表明,高质量CVD自支撑金刚石膜具有较高的 激光损伤阈值,金刚石膜抗连续激光损伤阈值的范围是在1. 15 ×106 ～2. 26 ×106W / cm2。金刚石膜激光损伤主要是由于热震损伤,其机制属于热- 力耦合机制。     

热丝法CVD生长金刚石薄膜的简化工艺研究

研究了改变本底真空对薄膜质量的影响,给出了在该系统中得到质量较高金刚石薄膜的最小本底真空值;阐述了降低灯丝温度对薄膜质量的影响.在较低压力下用甲烷氢气作碳源在1500～1700℃合成质量较高的金刚石薄膜,在灯丝温度为1300℃时,获得了微观形貌为球状物的薄膜.用扫描电镜、喇曼光谱和X-ray衍射(Cu靶)对结果进行分析.     

衬底位置对大面积CVD金刚石薄膜质量的影响

采用石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)设备制备了大面积金刚石薄膜,结合X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和激光喇曼(Raman)谱等实验手段,较系统地研究了衬底位置对金刚石薄膜质量的影响规律.结果表明,在等离子体球内部的空间范围内,距等离子体球中心垂直距离越远衬底上所沉积的金刚石薄膜质量越好;通过调整衬底位置,可明显改善其上不同区域所沉积的金刚石薄膜质量,最后在等离子体球边缘附近可沉积出晶粒均匀一致几乎不舍非晶碳的大面积高质量金刚石薄膜.此研究为进一步改善大面积金刚石薄膜均匀性和薄膜质量提供了一种实用的途径.     

CVD金刚石在电真空器件中的应用

介绍了化学气相沉积（CVD）金刚石膜应用于电真空器件夹持杆及输能窗方面的研究进展,和国外对CVD金刚石封接的几种技术解决方案以及国内CVD金刚石膜金属化及封接方面的研究情况。     

热丝CVD法生长纳米金刚石薄膜的研究

系统地研究了热丝CVD法中反应气体压力对沉积产物金刚石薄膜的形貌和拉曼谱图的影响,提出了热丝CVD生长纳米金刚石薄膜的新工艺,并在50mm硅片上沉积得到高质量的多晶纳米金刚石薄膜。高分辨透射电镜分析表明,薄膜的晶粒尺寸约为10nm,〈111〉晶面间距为0.2086nm,与标准值0.2059nm很接近,晶粒周围由非晶结构包围。紫外激光拉曼光谱有尖锐的金刚石峰和明显的石墨峰。     

CVD Diamond Sink Application in High Power 3D MCMs

As electronic packages become more compact, run at faster speeds and dissipate more heat, package designers need more effective thermal management materials. CVD diamond, because of its high thermal conductivity, low dielectric loss and its great mechanical strength, is an excellent material for three dimensional （319） multichip modules （MCMs） in the next generation compact high speed computers and high power microwave components. In this paper, we have synthesized a large area freestanding diamond films and substrates, and polished diamond substrates, which make MCMs diamond film sink becomes a reality.     

C-H体系CVD金刚石薄膜取向生长的热力学分析

化学气相淀积金刚石薄膜过程中 ,CH3 和C2 H2 是金刚石生长的主要前驱基团。C2 H2 与CH3 浓度比 ( [C2 H2 ]/[CH3 ])的变化将影响金刚石薄膜的生长取向。用非平衡热力学耦合模型计算了C H体系CVD金刚石薄膜生长过程中C2 H2 浓度和CH3浓度随淀积条件的变化 ,并进一步获得了 [C2 H2 ]/[CH3 ]随衬底温度和CH4浓度的变化关系 ,从理论上探讨了金刚石薄膜 ( 1 1 1 )面和 ( 1 0 0 )面取向生长与淀积条件的关系。在衬底温度和CH4浓度由低到高的变化过程中 ,[C2 H2 ]/[CH3 ]逐渐升高 ,导致金刚石薄膜的形貌从 ( 1 1 1 )晶面转为 ( 1 0 0 )晶面。     

采用微波等离子体平整金刚石薄膜的实验研究

金刚石薄膜的表面平整是金刚石薄膜应用于光学、电学等领域的关键。采用氧气作气源，研究了微波等离子体工艺参数如微波功率、基台位置、氧气流量对平整金刚石薄膜效果的影响。处理后的样品用SEM、AFM观察表面形貌、测试了表面粗糙度。实验表明微波等离子体工艺参数对金刚石薄膜的表面平整效果有显著影响，并且这些参数是相互关联的。在适宜的条件下，金刚石薄膜的表面粗糙度明显降低，约为处理前的一半。该法可对金刚石薄膜进行原位处理，方便有效。     

CVD金刚石薄膜紫外光探测器研究

金刚石薄膜紫外光探测器对紫外光有较高的灵敏度和良好的开关特性。本文讨论了该器件的光电流随入射光波长的变化和开关时间响应。实验证明,金刚石薄膜是一种良好的紫外光探测材料。     

金刚石膜MSM紫外探测器光谱响应拟合分析

应用 MSM结构光电探测器相对光谱响应的理论公式 ,得到金刚石膜 MSM紫外光电探测器相对光谱响应理论曲线 ,与实验曲线进行比较 ,发现两者吻合得很好。探测器光谱响应的截止波长都在 2 2 0～ 2 3 0 nm范围 ,紫外光与可见光的相对响应度相差一个数量级。根据 MSM结构光电探测器光谱响应曲线拟合出金刚石薄膜厚度、少子扩散长度等表征参数 ,探讨金刚石膜吸收层反射率、吸收系数、金刚石的晶粒大小及金属电极叉指指宽、指距等参数对金刚石膜 MSM光电探测器光谱响应和量子效率的影响。