金刚石厚膜的制备方法及应用展望

热丝化学气相沉积是制备金刚石厚膜的传统方法,但是所得到的金刚石厚膜成品率低,限制了其作为刀具和散热片的应用。本文针对此方法进行设备改造,采用复合技术-射频等离子体辅助热丝化学气相沉积(RF-HFCVD)提高金刚石厚膜的沉积速率和质量。同时,对金刚石厚膜的应用及展望进行了简要综述。     

金刚石膜的内应力研究

采用微波PCVD方法在单晶硅片上制备出了金刚石膜．利用拉曼光谱和X射线射三行射（XRD）研究了不同甲烷浓度对在硅基底上沉积金刚石膜的内应力的影响，同时用XRD研究，抛光对于自支撑金刚石膜的宏观应变和微观应变的影响．     

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。     

光照对金刚石薄膜压阻效应的影响

分析研究ＣＶＤ方法制备的多晶金刚石薄膜的压阻效应，结果表明光照对金刚石膜的压阻效应有显著的影响，并对所得结果进行了讨论。     

丙酮对金刚石膜生长速率的影响

采用灯丝热解化学气相沉积方法，在不同的碳源气体氢气中合成金刚石薄膜，并研究不同工艺条件下金刚石膜生长速率。结果表明，在较低的灯丝分解气体温度和较近的灯丝与衬底距离条件下，以丙酮为碳源气体合成的金刚石膜具有 的生长速率的较好的质量。     

N离子注入金刚石膜方法合成的CNx膜的成键结构

使用N离子（能量分别为10keV,60keV)注入金刚石膜方法合成CNx膜，用Raman光谱和XPS光谱研究注入前后金刚石膜的成键结构。结果表明，金刚石膜经10keVN离子注入后，在Raman光谱中出现一个较强的金刚石峰（1332cm^-1)和一个弱的石墨峰（G带，-1550cm^-1)。而XPSN1s资料显示两个主峰分别位于～398.5eV和～400.0eV。金刚石膜经60keVN离子注入后，N1sXPS光谱中的主峰位于～400.0eV；相应地，Raman光谱中的石墨峰变得较强，通过比较，对注入样品的XPS谱中N1s的成键结构作如下归属：～400.0eV属于sp^2C-N键；～398.5eV则属于sp^3C-N键。     

影响微波等离子体炬法制备金刚石薄膜的参数

本文采用微波等离子体炬法制备了金刚石薄膜。并在一定的微波功率下,研究了Si基片到火炬喷嘴距离(L)对金刚石膜质量的影响,结果表明:距离L为6mm时沉积的金刚石薄膜的结晶性好、金刚石相纯度高。     

氧化铝陶瓷／金刚石膜复合材料的表征及介电性质研究

采用ＭＰＣＶＤ和ＨＦＣＶＤ在氧化铝陶瓷基片上沉积金刚石薄膜,用抛电镜,Ｘ躬一衍射和Ｒａｍａｎ散射分析表征了沉积膜的质量,并测这和分析了氧化铝／铝金刚石膜复合材料的介电性质。     

低能量PLD方法沉积的a—C薄膜结构及光学性能研究

用低能量脉冲激光沉积（PLD）方法在单晶硅片、石英玻璃片、载玻片等基底材料上分别沉积了一层碳膜、X射线衍射谱膜为非晶态,喇曼散射实验表明膜无明显类金刚石特征,紫外－可见分光光度计测试结果表明：膜在紫外、可见光区折射率低于石英、玻璃等材料,红外透过率谱显示膜在红外区有宽范围,显著增透作用。     

硅衬底温度对金刚石薄膜品质影响

采用PCVD法制备金刚石薄膜的设备研究硅衬底温度变化对沉积金刚石薄膜品质的影响.实验发现,温度从750℃增加到950℃的过程中,随着硅衬底温度上升,金刚石薄膜的质量先变好,生长速率减小;850℃质量达到最好,生长速率降到最低;850℃后质量开始变差,生长速率增加;950℃膜由反聚乙炔构成.随着硅衬底温度增加,氢原子刻蚀作用逐渐增大且愈加集中,膜表面空洞缺陷和晶界缺陷增加.综合考量,金刚石薄膜的品质先变好后变差.     

镜面抛光硅衬底上金刚石薄膜的生长

在镜面抛光硅衬底上加负偏压,利用微波等离子体化学气相沉积方法生长金刚石薄膜。通过改变偏压成核阶段的不同条件制备出一系列样品,与直接在镜面抛光硅衬底上不加偏压直接生长的金刚石膜相比,成核密度明显提高,可达４×１０＾９ｃｍ＾－２。     

CMOS／SOD抗核加固电路辐照后的恢复特性

以金刚石膜作为绝缘埋层，利用金刚石膜上的薄层硅（ＳＯＤ）技术，制作５４ＨＣＴ０３ＣＭＯＳ／ＳＯＤ结构的集成电路，对该电路在辐照后的恢复特性进行研究，结果表明，ＳＯＤ电路在大剂量辐照后的恢复能力明显强于体硅电路；常规非辐照环境下的高温退火工艺更有利于辐照后的ＳＯＤ电路的快速恢复。     

利用生物技术得到金刚石单晶材料的可能性分析

随着社会发展,钻探中对超硬材料金刚石的需求日趋增加。目前人造金刚石都需在高温高压下合成。联想到蚕吐丝,蚌壳生珍珠,故笔者考虑是否能用生物或者生物技术,制取金刚石。本文从利用生物技术制取金刚石的角度出发,分析考虑了几种用生物技术制取金刚石的方法,为日后生物制取金刚石提供方法和思路,具有一定价值。     

硅太阳电池类金刚石增透膜的研制

用类金刚石膜制作硅太阳电池的增透膜可以明显地改善它的光谱特性，实验表明，用类金刚石薄膜制作增透膜之后，硅太阳电池的短路电流增加38％，在较大的光谱范围内响应值增大，并且在650－750nm波长范围内有最大增透效应，在650－950nm波长范围内，量子效率接近1。     

用原子力显微镜观察金刚石膜核化过程

对衬底负偏压热灯丝ＣＶＤ金刚石膜核化过程进行了研究。利用原子力显微和扫描电子显微镜观察和分析结果表明,在衬底负偏压下正离子对Ｓｉ衬底表面轰击导致产生了大量的小坑几尖劈端,以此作为核化点,从而促进了核化过程。     

CVD金刚石薄膜表面晶形研究

本文较详细地研究了采用ＨＦＣＶＤ方法在Ｓｉ、Ｍｏ等衬底上生长出的不同表面晶形的多晶金刚石薄膜，讨论了生长条件（衬底温度、碳源浓度、反应压强）对金刚石薄膜晶粒形貌的影响．结果表明在ＨＦＣＶＤ方法中，金刚石薄膜表面晶形对生长条件十分敏感，生长条件的微小变化就会导致不同表面晶形的生长．     

金钢石合成技术取得突破

<正> 日本技术学院的洋一弘漱教授首次成功地在大气条件下进行了金钢石人工合成。这一化时代的新技术称为“不闭合大气燃烧法” (Open atmosphere combustiOn flame method)。传统的金刚石合成技术需要一个抽掉空气的反应室,使室内维持真空条件下的高温和高压。洋一弘漱教授的方法之所以是划时代的,是其使得金刚石的合成过程能够在自然的大气条件下进行,所需要的只是一个燃烧器。这一方法的成功意味着金刚石合成的费用将大大降低,并能进行大规模的金刚石生     

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晶面定向生长的特性。     

电镀金刚石——镍复合膜沉积率研究

随着电子行业的迅速发展,由于陶瓷、半导体材料、水晶、玻璃等材料的切割和开槽等高精度微加工技术日益增多,因此,要求用于这种加工的切割工具必须具有高硬度,磨削效率高,形状误差小且容易保持,高化学惰性,高热导率,低热膨胀系数等优异性能,而金刚石--镍复合镀层正是具有上述的综合优点,于是成为这种切割工具的最佳材料.本文通过研究金刚石--镍复合镀沉积速率,分析了金刚石--镍复合镀的内在机理,得出了电镀金刚石--镍复合膜的沉积速率分布,有利于电镀出各种厚度的金刚石--镍复合膜,为进一步提高金刚石--镍复膜产品质量作了有力准备.     

金刚石薄膜热敏器件特性

本文采用热丝ＣＶＤ方法和在以石英为衬底的金属钛梳状微电极上制备出的均匀致癌，结晶完整的金刚石薄膜，制成了金刚石薄膜热敏器件，对其热敏特性的测试结果表明，该热敏元件具有检测温度范围宽、响应快，灵敏度高，性能稳定等优点。