脉冲多弧离子镀制备类金刚石薄膜的特性

利用脉冲多弧离子镀技术在硅基底上沉积出非晶的类金刚石薄膜。薄膜的折射率为 2 8左右 ;沉积速率与主回路电压以及脉冲频率有关 ;膜层致密 ,但薄膜表面不光滑 ;薄膜电阻率接近 1× 10 10 Ω·cm数量级 ;薄膜的硬度及附着力与基底温度、主回路电压以及脉冲频率密切相关 ;薄膜中存在强的内应力 ,内应力是影响膜层附着力的主要因素。     

电感耦合等离子体CVD室温制备的硅薄膜的结构研究

用内置式单圈电感耦合等离子体化学气相沉积(ICP-CVD)方法在室温下制备Si薄膜.用傅里叶红外吸收光谱、喇曼光谱、原子力显微镜和分光椭圆偏振谱等测量分析表明,即使在室温下用ICP-CVD也获得了有纳米结晶相的Si薄膜,样品结构与源气体SiH4浓度密切相关.实验结果预示着在高电子密度的ICP-CVD过程中,活性原子集团的形成以及薄膜的生长机理与传统的等离子体CVD过程不同.     

基于RFPECVD方法不锈钢上沉积类金刚石薄膜的机械与摩擦特性

讨论用射频等离子体增强化学气相沉积(RFPECVD)工艺,在室温下实现在1Cr18Ni9Ti不锈钢基底上镀类金刚石(DLC)膜.为提高DLC膜的结合力,首先在不锈钢基底上沉积Ti/TiN/TiC功能梯度膜.借助所设计的界面过渡层,成功地在不锈钢基底上沉积了一定厚度的DLC膜.通过优化沉积参数,所沉积的DLC膜在与100Cr6钢球对磨时摩擦系数低于0.020.在摩擦过程中DLC膜的磨损机制借助SEM、Raman分析进行了研究.     

等离子体增强化学气相淀积a-SiCOF薄膜的稳定性研究

以正硅酸乙酯（TEOS）／C4F8／Ar为气源，采用等离子体增强化学气相淀积（PECVD）方法制备了低价电常数a-SiCOF介质薄膜，并借助X射线光电子能谱（XPS）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）对薄膜的化学键结构、热稳定性和抗吸水性进行了研究。     

等离子体源离子注入法制备类金刚石薄膜

用等离子体源注入(PSII)在Si(100)上制备类金刚石膜，放电气体采用CH4，用微波电子回旋共振(ECR)产生等离子体。将-20～-30kV的高压加在衬底上，来提高离子的能量。通过Raman光谱和FT-IR光谱检测了类金刚石膜的化学组成及状态，并对其机械性能和表面形貌进行了检测。结果显示，硅片硬度和摩擦因数得到了改善，用PSII能够制备出性能优良的膜，可以将其应用到微电子器件(MEMS)上去。     

类金刚石薄膜的摩擦学特性及磨损机制研究进展

类金刚石薄膜已显示了重要的摩擦学应用价值,其中化学气相沉积的类金刚石薄膜(DLC)具有膜层致密、厚度均匀、摩擦学性能优良等特点成为广泛采用的一种沉积方法.本文介绍了气源成分、基体材料、摩擦环境、摩擦对偶、载荷及速度对化学气相沉积制备类金刚石薄膜的摩擦学特性的影响,概述了其摩擦磨损机理,同时探讨了进一步研究工作的方向.     

预置镍化学气相沉积法制备定向碳纳米管(英文)

采用化学气相沉积法(CVD),在溅射了镍薄膜的硅基底上制备了定向碳纳米管薄膜。对镍薄膜的氨气预处理过程及其机理进行了研究。结果发现预处理后的岛状区域随着薄膜厚度的增加而增加,纳米粒子区域的变化则与之相反。对5nm的镍薄膜进行预处理能获得细化和均匀分布的纳米粒子,有利于定向碳纳米管的生长。碳纳米管的生长过程及其细微结构与温度有很大关系。碳源的分解、碳原子在催化剂内部的扩散以及催化剂粒子的团聚三者之间的竞争决定了碳纳米管的生长情况。本文分析了碳纳米管的顶部生长模式及该模式下催化剂粒子的形态变化。     

基片位置对MWPCVD制备金刚石薄膜的影响

在石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积实验装置中研究了基片位置对金刚石薄膜沉积质量的影响。扫描电子显微镜显微形貌观察和激光喇曼谱分析表明 ,对微波等离子体化学气相沉积制备金刚石薄膜而言 ,基片位置处于近等离子体球下游区域将有利于改善金刚石薄膜沉积质量。     

氧气对MWPCVD制备金刚石膜的影响

在水冷反应室式微波等离子体化学气相沉积装置中以混合的CH4/H2/O2为反应气体,研究了O2浓度对制备金刚石膜的影响.实验发现,很低浓度的O2会显著促进金刚石的沉积,并稍稍抑制非晶C的沉积,因而沉积膜中非晶C的含量急剧下降;较高浓度的O2会同时抑制金刚石和非晶C的沉积,但由于抑制金刚石的作用更强烈,沉积膜中非晶C的含量反而有所升高.另外,O2的存在,有利于沉积颗粒较小的金刚石膜.     

HWP-CVD氮化硅薄膜的结构和光学特性

采用傅立叶红外吸收谱和紫外-可见透射谱研究了螺旋波等离子体增强化学气相沉积法制备的氢化非晶氮化硅薄膜的原子间键合结构和光学特性。结果表明,在不同硅、氮活性气体配比R下,薄膜表现出不同的Si/N比和H原子键合方式,富氮样品中H原子主要和N原子结合,而富硅样品中主要和Si原子结合。随着R的增加,薄膜的光学带隙E_g和E₀₄逐渐减小,此结果关联于薄膜结构无序性程度的增加,而薄膜的(E₀₄-E_g)和Tauc斜率B值之间存在着相互制约关系。     

射频PECVD高速沉积微晶硅薄膜

本文采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术高速沉积微晶硅薄膜。系统研究了射频功率、气体总流量、沉积气压、硅烷浓度等沉积参数对薄膜沉积速率和晶化率的影响。通过沉积参数的优化,使微晶硅薄膜沉积速率达到了3/s左右。     

脉冲真空弧源沉积类金刚石薄膜耐磨特性研究

本文利用脉冲真空弧源沉积技术在Cr17Ni14Cu4不锈钢和Si(100)基体上制备了类金刚石(DLC)薄膜,研究在不同基体偏压下,DLC薄膜的结构与性能.采用拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)研究DLC薄膜的原子结合状态,利用CSEM销盘摩擦磨损试验机研究其耐磨性,利用HXD1000B显微硬度仪测试其显微硬度,并采用压痕法评价其结合力.研究结果表明:DLC薄膜与基体结合牢固.随着基体偏压的提高,DLC薄膜内sp3键含量增大,薄膜硬度提高.Cr17Ni14Cu4不锈钢表面沉积DLC薄膜后,耐磨性大幅度提高,本文探讨了DLC薄膜的耐磨机理.     

微波等离子体化学气相沉积技术制备金刚石薄膜的研究

介绍了微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）制备金刚石薄膜的研究情况，重点论述了该法的制备工艺对金刚石薄膜质量的影响及其制备金刚石薄膜的应用前景。     

激光化学气相沉积快速生长高取向TiN_x薄膜的研究

采用激光化学气相沉积（LCVD）技术在氧化铝衬底上制备了高取向的TiN_x薄膜,重点研究了激光功率（PL）、衬底预热温度（T_pre）和沉积总压力（P_tot）对薄膜取向和沉积速率的影响,采用X射线衍射（XRD）、俄歇能谱（AES）和场发射扫描电镜（FESEM）对薄膜组成和结构进行了表征.结果表明：所得到的TiN_x薄膜成分均匀,其取向与衬底预热温度有关,随着预热温度的升高,TiNx薄膜的取向由（111）变为（200）,薄膜的取向与其微观结构一致.TiN_x薄膜的沉积速率随着激光功率升高而增大,在P_L=100W时,达到最大值90μm/h（沉积面积为300mm²）,显著高于采用其它方法制备的TiN_x薄膜.     

PECVD法低温制备二氧化硅薄膜(英文)

针对金属层间介质以及MEMS等对氧化硅薄膜的需求,介绍了采用等离子增强型化学气相沉积(PECVD)技术,以SiH4和N2O为反应气体,低温制备SiO2薄膜的方法.利用椭偏仪和应力测试系统对制得的SiO2薄膜的厚度、折射率、均匀性以及应力等性能指标进行了测试,探讨了射频功率、反应腔室压力、气体流量比等关键工艺参数对SiO2薄膜性能的影响.结果表明:SiO2薄膜的折射率主要由N2O/SiH4的流量比决定,而薄膜均匀性主要受电极间距以及反应腔室压力的影响.通过优化工艺参数,在低温260℃下制备了折射率为1.45～1.52、均匀性为±0.64%、应力在-350～-16MPa可控的SiO2薄膜.采用该方法制备的SiO2薄膜均匀性好、结构致密、沉积速率快、沉积温度低且应力可控,可广泛应用于集成电路以及MEMS器件中.     

热阴极直流辉光等离子体化学气相沉积法制备纳米晶金刚石膜的研究

采用热阴极直流辉光等离子体CVD方法,在氩气/甲烷/氢气混合气氛中制备出纳米晶金刚石膜,研究不同氩气/氢气流量比对纳米晶金刚石膜沉积的影响。对样品形貌的SEM测试表明,随着氩气与氢气流量比由40/160增加到190/10,膜中金刚石晶粒尺寸由约600nm减小到约30nm。金刚石膜Raman谱中金刚石特征峰逐渐减弱,石墨G峰逐渐增强,反式聚乙炔特征峰及其伴峰强度加大。等离子体光谱分析表明C2是生长纳米晶金刚石膜的主要活性基团。     

无支撑、光学级MPCVD金刚石膜的研制

利用引进的6 kW微波等离子体化学气相沉积设备,进行了无支撑金刚石膜工艺的初步研究。在800~1050℃的基片温度范围内,金刚石膜都呈(111)择优取向;基片相对位置对沉积较大面积、光学级金刚石膜至关重要。制出0.25 mm厚Φ50 mm的无支撑金刚石膜。拉曼光谱和X射线衍射分析表明,合成的金刚石膜晶体结构完整,sp2含量极低;透过率测试结果说明了优良的光学性能:截止波长225 nm,光学透过率(λ≥2.5μm)≥70%。     

磷掺杂类金刚石薄膜的制备与性能研究

应用等离子体浸没离子注入与沉积方法合成了磷掺杂的类金刚石(P doped diamond like carbon,P-doped DLC)薄膜.结构分析表明磷以微米级岛状结构分散于DLC薄膜表层,P的掺杂增加了DIE薄膜的无序性,俄歇能谱证明岛型区域是由P、C、O三种元素形成的化合物,衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)的分析结果显示存在P-O-P和P-O-C的非对称伸缩振动.掺杂表面表现出强烈的亲水性(水接触角为16.9°),体外血小板粘附实验结果显示,P掺杂DLC薄膜表面粘附的血小板少且变形小,表现出的血液相容性优于热解碳和未改性DLC.P-doped DLC薄膜与水的界面张力为2.7 Nj/cm2,具有较理想的接近于血细胞的界面张力,因此与血液保持了较高的相容性.     

分布式电子回旋共振等离子体制备高质量二氧化硅薄膜

介绍了一种采用DECR等离子体在低温下制备高质量SiO2薄膜的PECVD工艺。讨论了DECRPECVD工艺中气相O／Si原子比以及沉积速率对SiO2薄膜性能的影响。采用包括高能离子分析、椭偏仪、化学刻蚀以及红外吸收谱等物理和化学方法，对所镀SiO2薄膜的各种理化特性进行了分析和研究。在此基础上，还采用准静态I-U和高、低频C-U技术对优化工艺后的SiO2薄膜进行了电学性能测试，并在最后给出了采用DECRSiO2的薄膜晶体管的特性曲线。