CVD金刚石膜反应器内气相化学的理论研究进展

综述CVD金刚石膜沉积过程中反应器内气相化学的理论研究进展,阐述不同条件下反应器内的气相化学反应模型、反应机理及各种数值仿真方法,总结这些气相反应的选取及所对应的动力学机理。研究结果表明:CVD金刚石膜反应器内的气相化学是一个十分复杂的过程,与双碳组元相比,单碳组元对膜沉积的贡献较大,在组元C2H2,C2,CH3,C和CH中,决定膜生长的组元由具体操作条件而定。对CVD金刚石膜反应器内气相化学的研究结果不但可以为探讨膜生长机理的表面化学提供准确输入,还可为高效、优质膜的获得提供理论依据。     

直流等离子体CVD金刚石薄膜涂层设备的研制

在已有的30kW金刚石膜设备基础上,研制出了直流等离子体CVD金刚石薄膜涂层设备。这套设备用直径为200mm的喷嘴能够沉积出直径为190mm均匀度误差小于15%的金刚石膜。     

化学气相沉积金刚石薄膜的表面过程

采用简单表面反应模式，对化学气相沉积金刚石薄膜的表面动力学过程进行了研究，得到了金刚石薄膜的沉积速率公式，揭示了影响薄膜生长的因素并由此讨论了金刚石薄膜生长的机制和规律。     

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．     

放电电流对热阴极等离子体化学气相沉积金刚石膜影响

建立了快速沉积高品质金刚石膜的热阴极辉光放电等离子体化学气相沉积新方法. 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,其中重要一点是具有较高的放电电流(6.0～10.0 A). 较高的放电电流既是热阴极辉光放电本身的突出特点,同时对于化学气相沉积金刚石膜工艺也产生重要影响. 实验研究了放电电流于金刚石膜沉积速率、表面形貌和热导率的影响,发现由于放电电流影响辉光放电的等离子体区和阳极区,进而对金刚石膜的沉积速率和品质有很大影响. 特别是通过放电电流的提高,可以有效地提高金刚石膜的品质,这对于制备优质金刚石膜产品有重大意义.     

等离子体增强化学气相沉积法制备类 金刚石薄膜研究综述

类金刚石薄膜由于其独特的物理化学特性,使得该薄膜在光学、电学、机械、医学、航空航天等领域得到了广泛应用。等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)制备类金刚石是近几十年兴起的新的制备类金刚石薄膜的方法,因其对沉积温度要求低,对基底友好,同时还具有沉积速率快和无转移生长的优势,获得了越来越多的研究者关注。详细介绍了类金刚石薄膜优异的特性,阐述了在等离子化学气相沉积条件下,不同沉积条件对沉积类金刚石薄膜结构特性的影响。衬底的选择直接影响着沉积类金刚石薄膜的性能,不同的衬底直接决定着生成类金刚石结构中sp³相的数量和质量;沉积参数是最为常见的控制条件,对沉积薄膜的总体效果影响也是最大的,改变沉积参数,沉积薄膜的表面将会变得更加光滑致密;常用的掺杂元素是硅和氮,掺杂元素的引入往往是为了降低沉积薄膜的内应力,提高与衬底间的结合力,延长使用寿命等;由于很难直接在金属上沉积类金刚石薄膜,所以常通过制备复合层来改善沉积效果。最后对类金刚石薄膜的发展以及今后研究方向进行了展望。     

用热解化学气相沉积方法合成金刚石膜

众所周知,金刚石不仅是最好的超硬耐磨材料,而且也是一种理想的功能材料。 1976年苏联科学家Derjaguin等人用化学输运反应方法首次在非金刚石衬底上合成出金刚石膜,1981年Spitsyn等人对该金刚石膜的合成机理进行了探讨。由于低压法合成金刚石可以在大面积的各种衬底上沉积出粒状或膜状金刚石,因此它将为金刚石在电子工业,光学工业和空间技术等重要领域的广泛应用开拓了崭新的局面。     

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     

沉积高品质金刚石薄膜的MWPCVD系统

建立了用于沉积高品质金刚石薄膜的微波等离子体化学气相沉积系统，并对该系统的工作性能进行了研究．     

化学气相沉积金刚石膜的光学性质

多晶金刚石膜的光学性质与工艺参数密切相关．采用一较为完备的金刚石透过率模型，研究了一系列金刚石膜在中远红外区的光学性质．并得出了不同衬底预处理方法和反应室中甲烷分压对CVD膜的平均透过率、表面粗糙度、非金刚石相含量、各种成分的吸收系数等光学性质的影响，计算结果与实测结果一致．     

Main production methods and application of CVD diamond film

】　介绍了化学气相沉积金刚石薄膜的主要制备方法热灯丝法、微波法、等离子体喷射法、火焰燃烧法。CVD金刚石膜的应用。     

CVD金刚石厚膜钎焊工艺的研究

探讨了加热温度和钎料加入状态对真空钎焊CVD金刚石厚膜与硬质合金接头性能的影响，并对金刚石厚膜与Ag—Cu—Ti钎料的微观连接机理进行分析。结果表明：在940℃用90(Ag72—Cu)—10Ti钎料箔得到的接头强度较高，钎料中Ti与金刚石生成TiC是实现冶金连接的主要因素。     

CVD金刚石涂层刀具在石墨加工中的应用

CVD金刚石涂层是一种新型材料,相比于硬质合金具有更高的切削性能,适用于有色金属和非金属材料的切削加工.本文利用CVD金刚石涂层刀具和硬质合金刀具对石墨进行切削试验,将两种刀具寿命作比较,结果表明：CVD涂层刀具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨和高导热的优异性能,与未涂层刀具相比,大幅提高了刀具的耐用度.     

CVD金刚石膜沉积设备的稳流控制电路

研制了DCPLASMAJETCVD金刚石膜沉积设备电源的稳流控制电路。该电路利用负反馈原理,通过SG3524调节输出脉冲的占空比,推动IGBT,为磁饱和电抗器提供控制电流,达到电源稳定输出电流的目的。     

一种快速测定CVD金刚石膜磨耗比的方法

报道了CVD金刚石膜磨耗比的一种简易快速测量方法.该方法通过测量金刚石膜被磨耗的体积来求得磨耗比.其优点是不使用微量分析天平,因而降低了对实验环境条件的要求,省去了烘干和称重两项工序,测试快速简便.通过与质量法对比,所得数据比较准确可信.     

Atomic scale KMC simulation of {100} oriented CVD diamond film growth under low substrate temperature—Part Ⅰ Simulation of CVD diamond film growth under Joe-Badgwell-Hauge model

The growth of {100} oriented CVD (Chemical Vapor Deposition)diamond film under Joe-Badgwell-Hauge (J-B-H) model is simulated at atomic scale by using revised KMC (Kinetic Monte Carlo) method. The results show that: (1) under Joe's model, the growth mechanism from single carbon species is suitable for the growth of {100} oriented CVD diamond film in low temperature; (2) the deposition rate and surface roughness () under Joe's model are influenced intensively by temperature ()and not evident bymass fraction of atom chlorine; (3)the surface roughness increases with the deposition rate, i.e. the film quality becomes worse with elevated temperature, in agreement with Grujicic's prediction; (4) the simulation results cannot make sure the role of single carbon insertion.     

温度监控装置在CVD金刚石膜沉积设备中的应用

介绍了一种温度监控装置,并结合其在等离子体喷射CVD金刚石膜沉积设备中的使用情况,论述了该温度监控装置的工作原理,给出了监控的驱动电路,并对该电路进行了分析,最后在沉积结果中选取了两种典型的金刚石膜晶粒形貌做了比较,经过多次沉积实验证明,本温度监控装置的引入大大降低了值班人员的劳动强度,明显改善了金刚石膜的质量和完整性,提高了产品的出材率.     

Atomic scale KMC simulation of {100} oriented CVD diamond film growth under low substrate temperature-Part II Simulation of CVD diamond film growth in C-H system and in Cl-containing systems

The growth of {100}-oriented CVD diamond film under two modifications of J-B-H model at low substrate temperatures was simulated by using a revised KMC method at atomic scale. The results were compared both in Cl-containing systems and in C-H system as follows: (1) Substrate temperature can produce an important effect both on film deposition rate and on surface roughness; (2) Aomic Cl takes an active role for the growth of diamond film at low temperatures; (3) {100}-oriented diamond film cannot deposit under single carbon insertion mechanism, which disagrees with the predictions before; (4) The explanation of the exact role of atomic Cl is not provided in the simulation results.