等离子体化学气相沉积技术的发展现状和展望

本文综述了等离子体化学气相沉积(PCVD)技术的发展现状,并从等离子体对化学气相沉积(CVD)过程的影响出发概述了 PCVD 技术在制备固态涂层或薄膜方面的一些典型应用.最后展望了 PCVD 技术的发展前景.     

等离子气相沉积金刚石的试验研究

利用直流等离子体化学气相沉积方法，以较高的沉积速率（＞ｌ００μｍ／ｈ）生成了金刚石。所用原料气体为酒精或石油液化气、氢气以及氢气，沉积基片为铜片。整个沉积过程在３００Ｔｏｒｒ左右压力下进行。利用ｘ射线衍射及喇曼散射谱检测证明所获得的金刚石具有高的质量。利用该方法强化刀具表面在采矿等行业有良好的应用前景。     

射频等离子体化学气相沉积择优取向膜的研究

用射频等离子体沉积择优取向的ＴｉＮ膜，用Ｘ－衍射的方法分析影响取向的原因。     

微晶硅薄膜的等离子增强化学气相沉积生长特征

本文采用27.12 MHz等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了氢化微晶硅薄膜材料,通过Raman散射谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、原子力显微镜和傅立叶变换红外谱等表征方法研究了生长条件参数对薄膜结构及生长速率的影响,对薄膜的生长机制进行了讨论,特别分析了孵化层形成和演化、以及对晶化率、柱状晶粒生长的作用特征.实验测量分析表明,在薄膜生长的初期阶段,形成一个嵌入大量小晶粒的非晶孵化层,并随着薄膜厚度的增加其非晶成份减少,晶化率不断提高,晶粒开始长大并结聚成团,形成大的晶粒,沿生长方向上形成横向尺寸为百纳米级的柱状晶粒.红外透射谱的结果证实2 100 cm-1附近吸收来源于位于晶界区或微孔内表面团簇化的SiH键的吸收.同时,适当的等离子能量在薄膜生长过程中有利于抑制氧的影响.目前的研究加深了对薄膜PECVD生长过程和生长机制的理解,有利于加强对太阳电池用的硅薄膜形态和质量的控制.     

氩气在直流PCVD镀硬膜中的作用

探讨了在直流ＰＣＶＤ镀膜过程中反应气体中的惰性气体Ａｒ对膜的影响。实验发现，反应气体中加入０％￣１０％Ａｒ可以显著提高膜的沉积速率，最高可以提高４０％。但是当气体中的Ａｒ超过１０％后，膜的沉积速率与Ａｒ的加入量无关。反应气体中加入Ａｒ还可以略微改善膜的组织结构和膜的耐磨性。     

等离子体辅助化学气相沉积法生长ZnO薄膜的研究

讨论了在不同基板温度下用等离子体辅助化学气相沉积法生长ZnO薄膜,用X射线衍射(XRD)分析仪、反射式高能电子衍射(RHEED)仪及X射线光电子能谱(XPS)分析ZnO薄膜的特征.分析结果显示,在基板温度为300 ℃,二乙基锌(DEZ)流量为50 mL/min条件下可得到优取向高晶化的ZnO薄膜.光学性能分析表明,ZnO薄膜是透明的,在可视区峰值透光率高达85%.     

等离子体化学气相沉积氮化镓薄膜特性研究

介绍了电子回旋共振低温等离子体化学气相沉积氮化镓薄膜工艺,并以高纯氮气N2和三甲基镓(TMG)为反应气源,在T=450℃条件下,在α-Al2O3(0001)面上低温生长了GaN薄膜。X射线分析显示GaN薄膜的(0002)峰位置为2θ=34.75°,半峰宽为18′。这一结果说明了ECR—PECVD法具有在低温下生长GaN薄膜的优势。     

微波等离子体化学气相沉积β-C_3N_4超硬膜的研究

采用微波等离子体化学气相沉积法（ＭＰＣＶＤ）,用高纯氮气（９９．９９９％ ）和甲烷（９９．９％ ）作反应气体,在多晶铂（Ｐｔ）基片上沉积Ｃ３Ｎ４ 薄膜。利用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）观察薄膜形貌表明,薄膜由针状晶体组成。Ｘ射线能谱（ＥＤＸ）分析了这种晶态Ｃ－Ｎ膜的化学成分。对不同样品不同区域的分析结果表明,Ｎ／Ｃ比接近于４／３。Ｘ射线衍射结构分析说明该膜主要由β－Ｃ３Ｎ４ 和α－Ｃ３Ｎ４ 组成。利用Ｎａｎｏ ｉｎｄｅｎｔｅｒ Ⅱ测得Ｃ３Ｎ４ 膜的体弹性模量Ｂ达到３４９ ＧＰａ,接近ｃ－ＢＮ（３６７ ＧＰａ）的体弹性模量,证明Ｃ３Ｎ４ 化合物是超硬材料家族中的一员。     

等离子体化学镀膜技术在粉末冶金行业的应用

介绍了等离子体化学工艺,特别着重介绍了溅射镀膜与等离子体化学气相沉积在粉末冶金中的应用.     

中频等离子体化学气相沉积法制备ZnO薄膜

ZnO是一种多功能材料,目前处于世界范围的研究热潮中。为了拓展和改善ZnO的应用,采用中频等离子体化学气相沉积法(MF-PCVD)制备了ZnO薄膜,并研究了衬底温度对晶型和成膜速率的影响．     

PCVD—TiC膜的工艺及其应用研究

通过正交试验对ＰＣＶＤ－ＴｉＣ膜的镀膜工艺参数进行了优化，得到了制备高硬工，高结合牢度和高沉积速度ＴｉＣ膜的工艺参数。试验表明，在用ＰＣＶＤ法沉积ＴｉＣ膜的过程中，ＴｉＣｌ５和ＣＨ４的流量是重要的控制参数。过多的ＴｉＣｌ４和ＣＨ４都会给ＴｉＣ膜带来不利的影响。     

硬质合金上化学气相沉积Tic和TicxNy的研究

在TiCl_4-C_6H_5CH_3-H_2和TiCl_4-C_6H_5-H_2-N_2体系中,以YG_8硬质合金为基体,用化学气相沉积(CVD)法,研究了温度,反应物输入浓度对沉积TiC和TiC_xN_y涂层的沉积速度,显微硬度和形貌的影响。结果表明:TiC沉积速度,显微硬度随沉积温度升高而增大,对TiC沉积层的形貌也有较大的影响。TiC和TiC_xN_y的沉积速度、显微硬度随反应物摩尔比(m_c/Ti)增加到某一最大值后又下降;m_c/Ti=1时,TiC硬度呈最佳值。m_c/Ti=0.87时,TiC_xN_y硬度出现最大值。此外,还对基体一涂层间是否出现η相进行了分析。并测定了在1223～1323K间TiC沉积反应的表观活化能为157.9kJ/mol。     

化学气相沉积技术和无机膜

综述了化学气相沉积技术在无机分离膜领域中的应用和发展近况，报道了作者所在实验室近几年来的研究进展，并从无机分离膜的超薄化、实用化出发，列举了该领域有待进行的科学和技术基础研究课题。     

微波等离子体化学气相沉积合成TiN超细颗粒

热力学计算表明，Ｈ２，Ｎ２的过量有助于提高ＴｉＮ的产率，但能耗也相应增加。为此考察了温度，流量，ＴｉＣｌ４携带量，混合方式对产物性能的影响。结果表明，流量增加，温度升高，ＴｉＣｌ４携带量增加，混合愈好，则产物粒径愈小。在此基础上采用微波等离子体化学气相沉积法，合成了粒径为１２３－２８４ｎｍ的ＴｉＮ超细颗粒     

无氢化学气相沉积碳化钛

本文介绍了一种新的化学气相沉积碳化钛方法。用此法对几种常用的工具材料进行了沉积处理,并用金相观察、X射线结构分析、X射线光谱显微分析等手段测定了碳化钛沉积层的组织、结构和性能。应用此法于模具和某些易磨损机件上可较大地提高机件的使用寿命,且方法本身安全、经济,在一般的热处理设备条件下即能进行。     

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.