反应气压对MWPCVD金刚石膜中非金刚石相碳含量的影响

在水冷反应室式MWPCVD装置中以CH4和H2为反应气体进行了金刚石膜的沉实验，研究了反应气体的压强对金刚石膜中非刚石碳相含量的影响，实验发现，当微波输入功率较小时，随着反应气压的上升，沉积膜中非金刚石相碳的含量单调下降，当微波输入功率较大时，沉积膜中非金铡石相碳的含量先随着反应气压的上升而降低，后又随着反应气压的上升而稍稍增加。     

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.     

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的含量反应有所升高,另外,O2的存在,有利于沉积颗粒较小的金刚石膜。     

沉积气压对MW—PCVD制备金刚石薄膜的影响

利用石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积（ＭＷ－ＰＣＶＤ）实验装置研究了不同沉积气压对金刚石薄膜沉积结果的影响。扫描电子显微镜（ＳＥＭ）显微形貌观察及喇曼光谱（ＲＡＭＡＮ）分析表明沉积气压的提高有利于改善ＭＷ－ＰＣＶＤ制备金刚石薄膜的质量。     

基片预处理对MWPCVD金刚石薄膜的影响

利用自行研制的石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜装置，研究了硅基片的不同预处理方式对沉积结果的影响。通过扫描电子显微镜形貌观察和喇曼谱分析表明，基片预处理能提高形核密度；用于预处理的金刚石研磨膏的粒度不同，影响金刚石薄膜沉积时的形核密度、晶形和薄膜的质量；表面划痕对沉积金刚石薄膜的影响具有双重性。     

水冷反应室成MWPCVD制备金刚石膜装置研制

微波等离子体化学气相沉积（MWPCVD）是制备金刚石膜的一种重要方法。为了获得金刚石膜的高速率大面积沉积,研制成功了水冷反应室式MWPCVD制备金刚石膜的装置,装置在微波输入功率为3.0kW时能长时间稳定运行,并在硅衬底上沉积出金刚石膜。     

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。     

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。     

微波等离子体化学气相沉积金刚石簿膜

建立了一台微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜的设备。该实验装置由以下几部分组成：微波源及传输系统、反应室、供气系统、真空系统和检测等五部分组成。沉积室是由长７０ｍｍ直径４６ｍｍ的石英管组成的。分别采用ＣＨ４／Ｈ２和ＣＯ／Ｈ２混合气体进行了沉积试验；研究了沉积参数对沉积金刚石膜的影响。在直径３０ｍｍ的单晶硅片和石英片上沉积出了均匀的金刚石膜。采用ＣＨ４／Ｃ２混合气体时，沉积速率在０．５～１．０μｍ／ｈ之间，这与原有的热灯丝方法相近。采用ＣＯ／Ｈ２混合气体时，沉积速率可达到１．７μｍ／ｈ。     

MWPCVD制备金刚石膜装置的大功率稳定运行的研究

介绍了水冷反应室式MWPCVD制备金刚石膜装置的结构和工作原理,着重讨论了该装置长时间大功率稳定运行的措施。该装置在微波输入功率为3．0kW时能长时间稳定运行。用该装置成功地在硅衬底上沉积出金刚石膜。     

Simulations of the Dependence of Gas Physical Parameters on Deposition Variables during HFCVD Diamond Films

During the growth of the hot filament chemical vapor deposition （HFCVD） diamond films, numerical simulations in a 2-D mathematical model were employed to investigate the influence of various deposition parameters on the gas physical parameters, including the temperature, velocity and volume density of gas. It was found that, even in the case of optimized deposition parameters, the space distributions of gas parameters were heterogeneous due primarily to the thermal blockage come from the hot filaments and cryogenic pump effect arisen from the cold reactor wall. The distribution of volume density agreed well with the thermal round-flow phenomenon, one of the key obstacles to obtaining high growth rate in HFCVD process. In virtue of isothermal boundary with high temperature or adiabatic boundary condition of reactor wall, however, the thermal roundflow was profoundly reduced and as a consequence, the uniformity of gas physical parameters was considerably improved, as identified by the experimental films growth.     

高气压下温度对金刚石膜择优取向的影响

采用自主改进的圆柱谐振腔式MPCVD装置,以H2-CH4为气源、反应腔压强30kPa、微波功率6kW、CH4浓度2%,在不同的沉积温度下进行了多晶金刚石膜的制备研究。采用扫描电镜、X-射线衍射技术对所制备样品的表面形貌、物相及晶面取向进行了分析。结果表明,在高气压条件下,沉积温度由800℃升高至900℃时,金刚石膜的表面形貌由(111)晶面择优取向逐渐转向(100)晶面择优取向;沉积温度由900℃升高至1050℃时,金刚石的表面形貌由(100)晶面择优取向逐渐转向(111)晶面择优取向。     

生长温度对CVD金刚石薄膜的影响

系统研究了ＣＶＤ金刚石薄膜成膜过程中生长温度对薄膜质量、生长率和力学性能的影响。研究结果表明：在典型沉积条件下，生长温度愈高、薄膜的晶体质量愈好；但薄膜的应力状况和附着性能变坏；在８００℃时，金刚石薄膜的生长速率最大。讨论了ＣＶＤ金刚石薄膜作为机械工具涂层的最佳生长温度。     

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。     

类金刚石膜的性能及应用研究

研究了利用低能离子束技术，在单晶硅片等多种基体表面形成类金刚石薄膜（ＤＬＣ膜）的工艺，测试了其物理化学力学性能，在硅片，硅太阳电池和半导体等表面进行了形成类金刚石膜的应用研究。     

利用脉冲激光真空弧沉积技术制备类金刚石薄膜

介绍了一种新的脉冲激光真空弧沉积技术, 利用该技术在硅基片上制备了类金刚石薄膜. 利用激光拉曼分析技术对沉积膜进行了结构分析, 结果表明沉积膜为非晶结构, 具有明显的sp³ 结构特征. 同时利用纳米划痕压痕仪、原子力显微镜等分析设备对膜的表面形貌、微观摩擦学性能进行了分析, 结果表明Si<100>基片上沉积膜的表面形貌和微观摩擦学性能略优于 Si<111>基片上沉积的薄膜, 其摩擦系数平均值为0.036.     

CVD金刚石薄膜的成核机理研究

利用热丝化学气相沉积 ,在预沉积无定形碳的硅镜面基底及表面研磨预处理的铜基底上 ,实现了金刚石薄膜的沉积 ,并由此讨论了金刚石的成核机理。研究表明 ,无定形碳是金刚石成核的前驱态 ;成核密度不仅与基底材料有关 ,更主要由基底的表面状态决定 ,基底表面状态的设计是改善成核密度的最有效的方法。     

表面波激发等离子体合成类金刚石薄膜的实验研究

用表面波等离子体装置进行了类金刚石薄膜的合成实验,研究了微波功率、基底负偏压和气体组成等条件对成膜的影响.用拉曼光谱和扫描电子显微镜对薄膜结构和表面形貌进行了分析,得出在100Pa的工作气压下,使用CH4放电,大功率和高偏压有利于生成质量较好的薄膜.