影响大电流热阴极辉光放电稳定工作的因素

大电流热阴极辉光放电用于等离子体化学气相沉积金刚石膜, 有效地提高了沉积速率和膜品质. 大电流辉光放电具有较强的向弧光放电转化趋势, 本文研究了影响大电流热阴极辉光放电稳定工作的因素, 结果表明, 阴极温度、 表面形貌、 阴阳极位置和尺寸配置关系等对辉光放电的稳定性均有不同程度的影响.     

金刚石膜制备工艺对其应力-应变特性的影响

研究了在直流热阴极辉光放电等离子体化学气相沉积制备金刚石厚膜的工艺过程中, 放电电流和甲烷浓度对金刚石膜应力-应变特性的影响规律.      

钽阴极在热阴极辉光放电中行为与防护

为快速沉积高品质金刚石膜,建立了热阴极等离子体化学气相沉积方法．相对于常规冷阴极辉光放电而言,热阴极辉光放电是一种新型放电形式,具有许多新的特性,其中重要一方面是阴极工作在较高的温度（700～1200℃）．研究了钽阴极在此温度条件下,在PCVD气氛中的反应情况．结果表明,钽与气氛中的碳反应形成了有益于放电和阴极防护的碳化钽表面,而气氛中氧的存在会影响阴极的正常工作,甚至造成阴极损坏．为有效保护阴极,需严格控制真空系统的本底真空度和漏气率．     

放电电压对直流热阴极制备金刚石厚膜的影响

利用直流热阴极辉光放电方法制备出了高品质金刚石厚膜,生长速率达到20μm/h,生长厚度达到3mm.为了解其工作特性、优化沉积工艺,本文研究了放电电压对金刚石沉积速率和品质的影响.通过对扫描电镜、拉曼谱和XRD图谱分析得出,随着放电电压的增加,沉积速率呈下降趋势,电压在850～950V范围金刚石中石墨和非晶碳明显减少,晶粒均匀,表面晶向以(110)为主,金刚石薄膜的质量显著提高.     

掺硼浓度对间歇法生长硼掺杂纳米金刚石膜的影响

采用直流热阴极等离子体化学气相沉积(直流热阴极PCVD)法,以硼酸三甲酯为硼源,通过金刚石膜的间歇式生长过程,制备硼掺杂纳米金刚石膜,研究不同的硼源流量对硼掺杂纳米金刚石膜的影响,并用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线衍射仪对样品进行了表征.     

温度对高甲烷含量下直流热阴极PCVD法制备纳米金刚石膜的影响

采用直流热阴极等离子体化学气相沉积(PCVD)技术,在CH4,H2流量分别为6sccm和200sccm,反应室气压为6×103 Pa时,通过改变基底温度,制备金刚石膜.采用拉曼光谱仪、扫描电镜和X射线衍射分析仪对样品进行表征.结果表明:利用直流热阴极PCVD方法,在较高的甲烷含量、较低的反应室气压及较低的基底温度下,可以制备出质量较好的纳米金刚石膜,随着基底温度的降低,晶粒尺寸减小,非金刚石相增多,膜的质量下降.     

基片温度对直流电弧等离子体喷射沉积金刚石膜的影响

研究直流电弧等离子体喷射比化学气相沉积金刚石系统中，基片温度对金刚石膜生长速率和质量的影响。实验发现，金刚石膜的生长速率和结晶性随基片温度的增加而境调增加。     

直流辉光放电等离子体增强化学气相法制备金刚石及氮化碳薄膜

采用直流辉光放电等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术方法 ,在Si(100)衬底上制备了金刚石薄膜 ,并在此基础上合成了含有少量晶态颗粒的非晶氮化碳薄膜     

热阴极辉光放电中的影响因素分析

热阴极辉光放电工作在大电流状态,具有向弧光放电转化的趋势.事实上,由辉光放电向弧光放电的转化,是人们获得弧光放电的常用方法之一.然而这个辉-弧转化趋势对辉光放电的稳定工作是不利的.为了抑制阴极上的拉弧现象,除了对阴极的材料和工作温度进行研究外,还需对阴极的其它一些因素进行分析研究.实验表明,这些因素对于辉光放电的稳定起着同样重要的作用.     

微波等离子体CVD方法制备金刚石薄膜

采用微波等离子体化学气相沉积方法分别在CH4／H2，CO／H2和（CH4＋CO）／H2气体体系下合成了金刚石薄膜．结果表明，所合成的金刚石薄膜具有明显的柱状生长特性和较高的品质，（CH4＋CO）／H2体系合成的金刚石薄膜具有较高的生长速率和（100）晶面定向生长的特性．     

阴极真空弧放电等离子体的过滤及传输

阴极真空孤放电产生高密度等离子体的同时，也产生了尺寸可达微米量级的液滴，液滴对膜层的污染限制了它的应用。为解决这个问题，可采用轴对称磁场约束阴极斑，磁过滤器过滤等离子体出束中的液滴。结果表明液滴在磁过滤器出口处已基本上被过滤掉了，该处离子束流达到１２０ｍＡ。     

直流电弧等离子体喷射法制备金刚石薄膜

设计了一种以较高速度合成金刚石薄膜的装置。这种装置是在阴极和阳极间用甲烷氢气及氩气产生高密度等离子体射流。等离子体射流以高速度喷射于被冷却的基底上,从而形成金刚石薄膜。     

Infrared spectra study associated with hydrogen impurity in low pressure CVD diamond films

The infrared absorbance peaks at 2 852.4, 2 924.3, 2 963.0 and 3 034.9 cm-1 have been observed in diamond films made by the direct current arc discharge plasma chemical vapor deposition. Three former absorbance peaks have been assigned to C-H stretching in SP3 configuration, 3 034.9 cm-1 has been assigned to C-H stretching in SP2 configuration. The effect of methane concentration and H2 gas flow rate on absorption in the "C-H stretch" range has been investigated. Electron spin resonance analysis indicated that a considerable amount of defects exist in diamond films produced by low pressure chemical vapor deposition.     

热阴极辉光PACVD金刚石厚膜的生长特性

对用热阴极辉光ＰＡＣＶＤ方法合成的金刚石厚膜，采用扫描电子显微镜进行了观察，研究了金刚石的生长机制．     

金刚石薄膜的制备、表征和场发射性能

系统研究了在微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统中,甲烷浓度、沉积气压、气体流量比、衬底的预处理等参数工艺对金刚石薄膜质量的影响,不同样品的扫描电镜(SEM)图片表明上述参数工艺对金刚石薄膜的微观形貌如:晶粒尺寸、均匀性、膜的连续性、致密性等具有重要影响.金刚石薄膜样品尖锐的1332cm-1Raman峰表明金刚石膜具有很高的晶化质量,与SEM图片一致.最后研究了样品的场发射特性,获得了较低的发射阈值电压4.4V/μm,电压为650V时,得到较高的约128mA/cm2的发射电流密度.     

微波等离子体化学气相沉积法合成金刚石

用微波等离子体化学气相沉积方法,在硅和石英玻璃基片上合成出了金刚石。     

非晶碳氮薄膜的X射线光电子能谱研究

采用空心阴极等离子体化学气相沉积法,在甲烷一氨气、氢气混合气体体系下,制备出了非晶碳氮薄膜。利用原子力显微镜（AFM）及X射线光电子能谱（XPS）对薄膜的表面形貌、成分及微观结构进行了测试和表征。结果表明,薄膜的表面光滑、致密,均方根粗糙度小于0．5nm;薄膜中的氮含量随NH3（H2）流速的增加呈现降低的趋势,sp^2C—N及sp^3C—N键含量均随氮含量的增加而增加。     

狭缝型微空心阴极维持放电等离子体

为在高气压条件下获得稳定、大体积的放电等离子体,实验研究了氩气中的狭缝型微空心阴极放电(SMHCD)特性. 设计了包括SMHCD的三电极放电系统,并利用SMHCD作为预电离源(等离子体阴极),在不同放电条件下测试了该系统的放电特性并讨论了其放电模式. 结果表明,SMHCD具有微空心阴极放电的特性,在适当条件下可以形成稳定的辉光放电. 利用SMHCD离子源可以获得大体积、高气压的狭缝型微空心阴极维持放电(SMSD)等离子体. SMSD具有普通直流辉光放电的特性,且SMHCD本身的放电电流以及第三电极处所加的电压对SMSD的形成有十分重要的作用. 该系统可以产生大面积均匀等离子体.     

Ohmic contact properties of p-type surface conductive layer on H-terminated diamond films prepared by DC arc jet CVD

With the advantages of high deposition rate and large deposition area, polycrystalline diamond films prepared by direct current (DC) arc jet chemical vapor deposition (CVD) are considered to be one of the most promising materials for high-frequency and high-power electronic devices. In this paper, high-quality self-standing polycrystalline diamond films with the diameter of 100 mm were prepared by DC arc jet CVD, and then, the p-type surface conductive layer with the sheet carrier density of 1011-1013 cm?2 on the H-terminated diamond film was obtained by micro-wave hydrogen plasma treatment for 40 min. Ti/Au and Au films were deposited on the H-terminated diamond surface as the ohmic contact electrode, respectively, afterwards, they were treated by rapid vacuum annealing at different temperatures. The properties of these two types of ohmic contacts were investigated by measuring the specific contact resistance using the transmission line method (TLM). Due to the formation of Ti-related carbide at high temperature, the specific contact resistance of Ti/Au contact gradually decreases to 9.95 × 10?5 Ω·cm2 as the temperature increases to 820℃. However, when the annealing temperature reaches 850℃, the ohmic contact for Ti/Au is degraded significantly due to the strong diffusion and reaction between Ti and Au. As for the as-deposited Au contact, it shows an ohmic contact. After annealing treatment at 550℃, low specific contact resistance was detected for Au contact, which is derived from the enhancement of interdiffusion between Au and diamond films.