应用于FED的金刚石薄膜的光学和结构分析

本文比较研究了不同晶粒大小和结构的金刚石薄膜的场发射性质,这些金刚石薄膜通过热丝辅助化学气相沉积法(HFCVD)获得.研究结果表明纳米尺寸效应对金刚石薄膜的场发射性能有非常重要的影响,通过比较不同晶粒尺寸的金刚石薄膜发现纳米金刚石薄膜相对于大晶粒金刚石薄膜(比如微米级的金刚石薄膜)有更好的场发射性能.从拉曼光谱得到,含有一定量非金刚石相的金刚石薄膜有更好的场发射能力和更低的开启电场(E0).另外,具有(111)定向的金刚石薄膜比起其他结构的金刚石薄膜,它的电子发射能力更强.     

金刚石-铜复合薄膜热沉基底

本文介绍用ＣＶＤ法在铜的基底上合成金刚石薄膜,并获得金刚石－铜复合材料的方法,测量了金钢石－铜复合薄膜电阻与温度的关系．得到了类金刚石薄膜的能隙宽度为０．７～２．５ｅＶ,多晶金刚石薄膜的禁带宽度为２．６～３．１ｅＶ,金刚石－铜复合薄膜的热导率约为铜的２倍     

HFCVD金刚石薄膜的热场模拟及实验

基体温度是影响金刚石薄膜生长质量的重要因素之一.基于有限元分析法,通过AN-SYS CFX软件对基体温度场进行模拟仿真,得到基体表面温度场的分布,并分别讨论了热丝-基体距离、热丝间距、水冷系数等参数对系统温度场均匀性和一致性的影响.经仿真优化后得到的参数值分别为热丝-基体距离10 mm、热丝间距15 mm、水冷系数1 000 W/(m2·K).在此优化工艺的基础上进行热丝化学气相沉积(HFCVD)金刚石薄膜的实验,并采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对金刚石薄膜表面特征进行检测.结果表明:利用仿真优化后的薄膜生长参数,可以在金刚石薄膜生长区域得到比较均匀的多晶金刚石薄膜.     

化学气相沉积光学级金刚石薄膜的研究进展

化学气相沉积（CVD））金刚石薄膜优异的光学性能在近几年得到了广泛的重视,关于它的研究也在近几年取得了较大的突破。综述了CVD金刚石薄膜的光学性能,着重从成核、生长和后期处理三个方面对光学级CVD金刚石薄膜的制备进行了讨论,并对今后的研究作了展望。     

大面积平坦金刚石薄膜的制备和图形化

采用直拉热丝ＣＶＤ法沉积了面积３ 英寸的金刚石薄膜。硅衬底在沉积前采用０－５ ～１μｍ 金刚石微粉研磨,使成核密度达１０１０ 个／ｃｍ２ 以上,同时调整沉积工艺,特别是降低沉积气压至０－５ ～１－５ｋＰａ,促进了金刚石的二次成核,使薄膜变得十分平坦,当薄膜厚度为５μｍ 时,表面粗糙度Ｒａ 仅为６０ｎｍ 左右。另外,以铝作为保护膜,用氧离子束刻蚀金刚石薄膜,得到宽度为３ ～５μｍ 的精细金刚石薄膜图形。     

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。     

压阻式金刚石压力微传感器的制作与测试

由于金刚石薄膜具有优良的高温压阻特性，适合于制作高温压力传感器。在Φ50mm(100)硅单晶衬底上用热丝CVD法生长本征多晶金刚石薄膜作为绝缘隔离层，通过掩模选择性生长法得到掺硼金刚石薄膜电阻条，再经金属化处理和腐蚀硅压力腔，得到了压阻式金刚石压力微传感器的原型器件。对该器件的压力输出特性测量表明，输出电压一压力曲线线性较好，重复性好．常温下灵敏度高。     

两种微米金刚石聚晶颗粒薄膜的制备与场发射研究

采用微波等离子体化学气相沉积,在不同的沉积条件下得到两种微米金刚石颗粒薄膜,通过拉曼光谱仪和X射线仪分析了两种薄膜的成分,用扫描电子显微镜分析了两种薄膜的表面形貌,用二级结构的场发射装置研究了薄膜的场发射性能,最终分析并讨论了场发射性能优异的微米金刚石薄膜的特征。     

薄膜取向性对金刚石紫外光探测器性能的影响

国际上一般采用任意取向的多晶薄膜作为探测级材料,所以电荷收集效率较低以至于灵敏度受到限制.本实验采用不同取向的多晶金刚石薄膜制作紫外光探测器,研究了薄膜取向性对探测器性能的影响,为进一步提高金刚石薄膜紫外光探测器的性能提供理论和实验依据.采用热丝辅助化学气相沉积(HFCVD)法,获得了晶粒尺寸接近的不同取向的金刚石薄膜.通过微电子加工工艺制备了不同取向的金刚石薄膜紫外光叉指结构探测器.研究表明,探测器性能与金刚石薄膜晶粒取向密切相关,使用(100)取向薄膜所获得的探测器性能明显得到改善,在225 nm紫外光下的光电流-暗电流之比以及190～700 nm波长范围内的紫外/可见分辨率均优于其它取向.     

碳纳米管在金刚石薄膜化学沉积上的应用

碳纳米管的端头部位,具有一定的金刚石结构。用于金刚石薄膜气相化学沉积,作为籽晶,可使薄膜沉积的速度加快,结晶的定向性强,生长的温度低等优点。本文探讨了碳纳米管的结构,初步研究了其在金钢石薄膜气相化学沉积上的应用,得到了较好的〈１００〉方向结果的薄膜。     

金刚石薄膜研究进展述评

本文综述了金刚石薄膜(DTF)研究的最新进展,着重分析了金刚石薄膜的制备方法、成膜机理和各种性能表征技术。最后将金刚石薄膜和类金刚石薄膜进行了简单比较。     

金刚石薄膜的红外光学性能

采用热灯丝化学气相沉积法在硅衬底上沉积出金刚石薄膜，用傅立叶变换红外光谱仪分析独立式金刚石薄膜的红外光谱特性，其结果表明：在６．２５μｍ￣２５μｍ波段，平均红外透过率为６５％。由于生长的多晶金刚石薄膜粗糙表面，中红外波段出现红外散射损失，镀类金刚石薄膜后，红外散射损失可得到一定的程度的改善。     

金刚石薄膜和类金刚石薄膜

本文介绍了金刚石薄膜和类金刚石薄膜的制备与薄膜性能分析方法,也介绍了它们的应用前景。本文给出了华北光电所研究类金刚石薄膜的结果。     

纳米光学金刚石薄膜的分析与改进

由于极其优良的热学和光学性能,纳米金刚石薄膜极有可能应用于背投电视的激光光学窗口。文章通过在热丝辅助化学气相沉积法中采用偏压增强成核(BEN-HFCVD) ,成功地在(100)硅衬底上制得了适于作为光学窗口的高质量的光学级纳米金刚石薄膜,采用的偏压为-30 V。通过表征制备的纳米金刚石薄膜,发现它具有光滑的表面,表面均方根粗糙度(RMS)约为10 nm,并且对自支撑纳米金刚石薄膜进行透射光谱分析得到其透射率达到了50 %。     

金刚石薄膜半导体器件

介绍了金刚石薄膜的性质、当今金刚石薄膜半导体器件的技术、水平和性能。分析了金刚石薄膜作为半导体器件的优异性能、金刚石相对于硅的半导体器件性能的改善和存在的问题，并指出实现金刚石薄膜半导体器件的障碍。     

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.     

金刚石薄膜半导体器件

介绍了金刚石薄膜的性质、当今金刚石薄膜半导体器件的技术、水平和性能。分析了金刚石薄膜作为半导体器件的优异性能、金刚石相地于硅的半导体器件性能的改善和存在的问题中，并指出实现金刚石薄膜半导体器件的障碍。     

金刚石薄膜热沉的开发

本文综述了金刚石热沉的发展过程,指出了开发金刚石薄膜热沉的意义,介绍了用直流电弧等离子体喷射法制备的金刚石薄膜的热性质以及金刚石薄膜热沉表面的抛光和金属化方法。     

金刚石薄膜在粒子探测器中的应用

本文分析了金刚石薄膜作为粒子探测器的优势和劣势，介绍了金刚石薄膜粒子探测器的机理和电极结构、“探测器级”金刚石薄膜的主要制备方法和金刚石薄膜粒子探测器的发展水平，同时报道了我们制备的金刚石薄膜探测器在X射线和α粒子辐照下的响应测试结果，并分析了实现高性能探测器的障碍。     

类金刚石薄膜的Raman光谱分析及红外光谱特性

用酒精和氢气的混合气体为工作气体 ,在不同的酒精浓度下 (1 0 % ,1 5% ,2 0 % )下利用微波等离子体化学气相沉积法在较低温度下 (450～ 50 0℃ )以单晶硅为衬底制备出类金刚石薄膜样品。 Raman光谱分析了酒精浓度对薄膜中金刚石成份的含量的影响。红外光谱分析表明薄膜的红外光透过率与薄膜的表面形貌、薄膜结构有关。酒精浓度为 1 0 %时得到的金刚石薄膜的红外光透过率最高 ,达到 62～ 72 % ,同时透过率曲线因薄膜干涉而引起的振荡也最为显著。