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。     

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...     

空气等离子体刻蚀对金刚石薄膜性能的影响

为了提高金刚石薄膜电学和辐射响应性能,在石英钟罩式MPCVD装置中,采用微波空气等离子体刻蚀处理来提高金刚石薄膜的纯度、电阻率和辐射剂量计响应性能,研究了不同的微波功率、气体流量、处理时间对金刚石薄膜电阻率、X光响应的影响,结果表明,空气等离子体中高能、高活性的氧和氮能有效刻蚀薄膜表面的石墨等非金刚石相,提高膜的纯度,使金刚石薄膜的电阻率从1.11×109Ω.cm提高到1.83×1014Ω.cm,提高了5~6个数量级,且处理后的金刚石薄膜X射线响应灵敏度提高了15倍,并获得了最佳的空气等离子体刻蚀条件。空气等离子体刻蚀处理是一种易于掌控的刻蚀方法,可有效提高金刚石薄膜表面质量,且资源丰富,价格便宜。     

电子级金刚石材料生长及其MESFET器件特性

采用直流电弧喷射法制备了电子级自支撑金刚石材料。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察金刚石膜表面形貌,用Raman光谱仪和X射线衍射仪进行晶体分析及表征,结果表明,金刚石薄膜为(110)择优取向,厚度均匀,电学性能稳定。研究了抛光转速和压力对金刚石膜抛光效率的影响,抛光处理后金刚石表面粗糙度(R ms)为0.569 nm。采用氢等离子体处理方法对该样品进行处理形成p型表面沟道,并采用自对准工艺制作出具有射频特性的金刚石场效应晶体管,其饱和电流密度为330.9 mA/mm,电流截止频率f T为9.3 GHz,最大振荡频率f max为18.5 GHz。     

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.     

等离子平板显示中冷阴极纳米金刚石膜的制备

讨论大面积 4 cm×4 cm 纳米金刚石膜制备工艺.采用电子辅助-热丝化学气相沉积法(EA-HFCVD)在硅片上沉积纳米金刚石膜.生长过程中,预先加 6 安培偏流生长 1 小时,然后在 0.8 千帕条件下,无偏流生长 3 小时.原子力镜表征晶粒尺寸为 30 纳米.样品上任意三点采用原子力镜表征,表现出良好均匀性.采用偏振光椭圆率测量仪和分光计分别表征样品的折射率和透射率.红外波段透过率超过 50%.金刚石膜表面分别进行氢化和氧化处理.通过表征,氢化处理后膜比氧化处理后膜对应的γ值大,约为 0.45.     

原子层沉积制备氮化钛薄膜及其表征北大核心

宽禁带半导体TiN作为扩散阻挡层以及场效应管的门电极在集成电路中发挥重要作用。通过原子层沉积（atomic layer deposition,ALD）技术沉积不同循环次数TiN薄膜,采用四探针测试仪、台阶仪、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）对薄膜进行了表征,确定了薄膜电阻率、生长速率、表面粗糙度与工艺条件的依赖关系。实验结果表明,ALD可实现膜厚精确控制、大面积均匀性优异、电阻率较小的薄膜制造,沉积薄膜的最小粗糙度为0．101nm,电阻率为5μΩ·cm,薄膜稳定生长速率为0．025nm／cycle。     

SAW器件用金刚石膜的制备工艺研究

针对声表面波( SAW)器件对金刚石膜的要求,采用石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置,研究了不同气体体系对金刚石膜生长速率、电阻率、表面形貌、表层C化合态及相对含量(粒子数分数Xc)的影响.结果表明:在H2-CH3COCH3、CH4-H2-Ar和CH4-H2-N2三种气体体系下,金刚石膜的生长速率分别...     

CVD金刚石膜表面图形化加工技术的研究

首先用CVD法制备金刚石厚膜,接着在其表面利用氢等离子体辅助刻蚀,然后在铁薄膜的催石墨化作用下,对金刚石膜的表面进行了选择性的刻蚀.结果表明,在氢等离子体的辅助作用下,铁薄膜可以持续对CVD金刚石膜进行刻蚀;如果控制铁薄膜的形状和厚度,可以实现对CVD金刚石膜表面较精确的图形化刻蚀.该技术有望成为一种新的刻蚀金刚石膜的方法.     

金刚石膜粘附力的增强

为提高金刚石膜的粘附力,采用直流等离子体喷射CVD法和等离子体喷涂材料法合成了含金刚石组份梯度中间层。合成这种组份梯度金刚石膜所用的设备包括直流等离子体喷射炬,水冷基板座和真空反应室。将氢和甲烷气体的等离子体流喷涂在水冷基板上,形成金刚石膜。中间层由送入合成金刚石的等离子体中的粉末状物质形成。用改变粉末传送速率的办法控制组份梯度。基板为W/Mo合金,粉末状物质为WC。借助扫描电镜(SEM)和x射线显微分析(XMA)等分析方法,观察金刚石和等离子体喷射物混合体的形成。由于难以有效地控制非常低的粉末传送速率,因而组份梯度不是均匀的。x射线衍射和拉曼光谱分析表明中间层不含石墨。含中间层的金刚石膜的粘附强度超过150kg/cm~2;而不含中间层的金刚石膜的粘附强度则低于10kg/cm~2。     

一种新型微小等离子体发生器

提出了一种基于并行探针技术的扫描等离子体加工新方法,即通过在并行探针针尖上集成微小等离子体发生器,从而实现无掩膜的扫描加工。采用二维流体模型对其中的微小等离子体发生器进行了数值仿真研究。该微小等离子体发生器为微空心阴极放电器件,当工作气体为SF6,工作气压在5 kPa~9 kPa时,空心阴极内的F原子浓度在3×1011cm-3~1.7×1012cm-3之间变化,基本满足硅材料扫描刻蚀加工的需求。     

微小等离子体发生器刻蚀机理的研究

采用二维流体模型对扫描刻蚀加工中的微小等离子体发生器的刻蚀机理进行了数值仿真研究.该微小等离子体发生器为微空心阴极放电器件,当工作气体为SF6,工作气压在5 kPa～9 kPa时,空心阴极处微孔半径为0.25 tzm时,空心阴极外部区域的F原子的有效弥散长度在0.5 μm～1.8μm之间变化,且浓度在3×lO11 cm-3～1.7×1012cm-3之间,基本满足扫描刻蚀加工的需求.     

CO2激光诱导空气等离子体放电通道特性研究

为了研究高能脉冲CO₂激光诱导空气等离子体放电通道的特性,建立了高压电容充放电实验平台,激光束经离轴抛物聚焦镜汇聚,引发间距可调的盘状电极和针状电极之间的等离子体放电通道。利用电气参量测量、发射光谱测量等手段,分析了等离子体放电通道的启动特性、阻抗特性和等离子体密度。结果表明,激光束与放电方向同轴的结构以及较大的脉冲能量,使得激光诱导等离子体放电通道的启动时间大幅缩短,50mm间距的等离子体通道,启动时间约为2μs;激光诱导等离子体放电通道的阻抗很小,约1Ω~2Ω,并且阻抗值随放电电压的增加有减小的趋势,而与等离子体通道长度的关系不明显;由谱线的Stark展宽计算获得的空气击穿之后、放电启动之前的等离子体电子密度约为1019cm-3,尽管放电启动时等离子体辐射显著增强,但等离子体密度近乎单调下降。这些结果将有利于高能脉冲CO₂激光诱导空气等离子体放电通道的应用研究。     

新型等离子体源及其应用

为适应半导体技术的快速发展,需要寻求一些新的等离子体源。介绍了两种比较新颖的等离子体源———表面波等离子体(SWP,surface wave plasma)和磁中性环路放电等离子体(NLD,mag-netic neutral loop discharge)。前者的设备没有磁场,且结构简单,工作温度低,易于大面积化;而后者的设备可以通过改变其中性环路直径方便地产生各种形状的等离子体,可用于高深宽比刻蚀,也可用于大面积刻蚀。与传统等离子体源相比,它们具有明显的优势,有望成为下一代等离子体源。     

小型等离子清洗/刻蚀机的应用

综述了等离子体产生的原理、小型等离子清洗/刻蚀机的特点以及在各加工行业的应用,特别是其在科学研究领域的独特功能:等离子清洗、刻蚀、等离子镀、等离子涂覆、等离子灰化和表面改性等;论述了小型等离子清洗/刻蚀机在TEM、SEM、电镜等方面的特殊应用,并讨论了等离子处理的特殊性及其在现代科学研究中的不可替代性。     

等离子体选址液晶显示器件

本文主要介绍采用等离子体选址的等离子开关驱动LCD的技术。     

等离子清洗技术(二)

文章对等离子清洗技术做了全面介绍,不仅介绍了有关等离子的基本概念、低温等离子体制备技术及其相关装置,而且着重介绍了它在精密清洗中的应用及其注意事项,指出等离子清洗技术在淘汰ODS清洗剂过程中能够发挥重要作用     

p-GaN ICP刻蚀损伤研究

运用Cl2/N2等离子体系统,系统研究了ICP刻蚀中ICP功率、RF功率、反应室压力和Cl2百分比对p型GaN材料的物理表面形貌和欧姆接触特性的影响.原子力显微镜显示,在文中所用的刻蚀条件范围内,刻蚀并没有引起表面形貌较大的变化,刻蚀表面的均方根粗糙度在1.2nm以下.结果还显示,已刻蚀p-GaN材料的电特性与物理表面形貌没有直观联系,刻蚀后欧姆接触特性变差更多地是因为刻蚀中浅施主能级的引入,使表面附近空穴浓度降低所致.     

一种用于脉冲等离子体电子密度测量的高灵敏度干涉仪

由于等离子体密度梯度和机械振动的存在,对于密度在1013~1016cm-3范围的等离子体,通常需要采用外差式干涉仪进行小相位检测。包括Z箍缩、等离子体枪等在内的脉冲等离子体持续时间通常在数十纳秒到1 ms,而机械振动等因素引起的相位移动的周期大于1 ms,根据这种现象,采取40 mW的He-Ne激光器,迈克尔逊式光路,外差式记录系统和相位跟踪的方法,建立了一种高灵敏度干涉仪。干涉仪的最高灵敏度约为0.5°,空间分辨和时间分辨分别为1.4 mm和250 ns,成功测量的最低等离子体密度为1014cm-2。该干涉仪结构简单而且可以获得连续的时间分辨,能较广泛地用于持续时间较短的等离子体密度测量。     

快速产生的时变等离子体对目标隐身的研究

分析了时变非磁化等离子体的隐身作用。研究了时变等离子体对入射电磁波的频率上移，这将使雷达回波的频率偏离开敌方接受回波的频谱范围，使目标的RCS减小，同时，给出了时变等离子体对入射电磁波的碰撞衰减并计算了时变等离子体对电磁波的反射系数。