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。     

声表面波器件金刚石薄膜基片的制备工艺

为制备高质量的声表面波器件,探索金刚石薄膜的沉积工艺,采用直流电弧等离子体喷射化学气相沉积技术和特殊的复合衬底技术,在单晶硅衬底上制备了大面积、高质量的金刚石薄膜,成功解决了单晶硅衬底在沉积金刚石薄膜过程中产生的变形问题.研究了甲烷浓度和沉积温度对金刚石薄膜质量的影响,优化了沉积工艺.结果表明,甲烷气体体积分数为1.8%时,晶粒最为细小,同时金刚石薄膜的表面粗糙度最小,表面最为光滑.衬底温度为1000℃时生长的金刚石薄膜的晶粒尺寸较小.     

化学气相沉积（CVD）金刚石薄膜的主要制备方法及应用

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。 Ｃ Ｖ Ｄ 金刚石膜的应用。     

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。     

无功功率补偿技术在直流电弧CVD金刚石设备中的应用

利用无功功率补偿技术对直流电弧CVD金刚石设备中的电弧电源进行随机补偿,提高了功率因数,降低了线路电流。达到了节能降耗的目的．节约了电力增容和绞路改造的费用。满足了生产规模扩大的需要。     

气体循环条件下等离子体喷射CVD金刚石膜的生长稳定性和品质

在气体循环条件下采用H2、CH4和Ar的混合气体,利用100kW直流电弧等离子喷射CVD系统,在850和950℃下在Mo衬底上沉积了不同厚度的金刚石膜;并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱对膜的形貌、品质、取向和残余应力进行了分析.结果表明:在850℃下,随着金刚石膜厚度的增加,膜的品质不断提高,残余应力逐渐减小,且残余应力为拉应力,膜的生长稳定性很好;在反应气体流速不变的条件下,相比950℃沉积的厚度为120μm的金刚石膜,在850℃下沉积的厚度为110μm的金刚石膜有更好的生长稳定性,膜的品质更高,残余应力更小.     

CVD金刚石拉丝模的性能及其优越性

介绍了CVD拉丝模的基本性能以及它与硬质合金模具、聚晶拉丝模具(即PCD拉丝模)相关性能的比较,并给出了一些使用过程中应当注意的事项.     

直流电弧等离子喷射法沉积大面积金刚石厚膜的研究

在自行研制的直流电弧等离子喷射化学气相金刚石膜设备上,初步研究了衬底温度、甲烷浓度、输入功率和循环气量等工艺参数对沉积金刚石膜的影响.总结出了制备各种级别金刚石膜的一般规律.并以11μm/h的沉积速率制备了直径60mm、厚度均匀的高质量自支撑金刚石膜,热导率可达18W/cm·K,厚度为0.7mm,其热导率已接近天然金刚石.     

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．     

直接耦合式微波等离子体CVD金刚石膜装置的研究

利用实验室自行设计了直接耦合式微波等离子体化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)金刚石膜装置,并在石英管反应腔加上磁镜场来更好的约束等离子体,使等离子体球成为"碟盘"状,使沉积面积大、性能稳定、减少在石英管壁和观察窗的沉积,从而有效的提高电离的活性基团利用率,沉积出高质量的(类)金刚石膜.     

改建CVD系统制备金刚石薄膜

用一台常规的真空镀膜机改建为化学气相沉积 (CVD)系统 ,并用以制备金刚石薄膜 .采用SEM、XRD、Raman测试表明 ,金刚石薄膜质量较好 .     

终成正果贵在坚持——对CVD金刚石膜研究工作的回顾

100kW级直流等子体喷射化学气相沉积金刚石膜设备的研制成功,使我们成为继美国两家公司之后第三家能独立开发此种设备的单位,具有独创性和实用性。由于多年来的不断努力,我们不仅一直位于该项技术领域的前沿,而且也取得了很好的市场效果。金刚石膜制备工作因贵在坚持而终成正果。通过忆往昔,看今朝,思明日,对以往工作的简单回顾,来纪念院庆30周年。     

CVD金刚石膜{100}取向生长的原子尺度仿真

运用动力学蒙特卡洛(KMC)方法从原子尺度对CVD金刚石膜{100}取向在3种不同化学反应模型下的生长进行了仿真.结果表明:(1)以CH3为主要生长组元的生长机制比较适合于{100}取向金刚石膜的生长;(2) 对金刚石{100}取向而言,含有双碳基团的模型沉积速度并不比含有单碳基团的模型沉积速度大;(3)在高的生长速率下仍有可能获得表面粗糙度较小的金刚石膜;(4)对Harris模型的仿真结果与其本人的预测结果一致,并与实验结果符合良好.     

MPCVD法金刚石薄膜的生长影响因素

金刚石具有许多优异的性能，但天然金刚石的价格也比较昂贵。金刚石薄膜的各种性质与天然金刚石几乎相同，具有非常广阔的工业前景。本文采用乙醇和氢气作为工作气源，利用微波等离子体化学气相沉积法，在较低的温度下制备了金刚石薄膜，并研究了反应气压对金刚石薄膜生长的影响。     

球形金刚石的生长机理研究

用热丝化学气相沉积设备研究了钢渗铬层、P-Si（100）基片和三氧化二铝基底表面形成的球形金刚石．研究结果表明：在不适合球形金刚石形成的工艺爷件下,在P-Si（100）基片和三氧化二铝表面沉积的晶形很好的金刚石膜中也存在球形金刚石团块（称为异常长大金刚石团块）;首次使用金刚石“异常晶核”解释了异常长大金刚石团块的形成．球形金刚石膜由异常长大金刚石团块组成．异常长大金刚石团块的形成不但与沉积工艺参数有关,而且与CVD金刚石生长特性有关．     

提升金刚石的韧性:同质外延生长周期性氮掺杂纳米多层单晶金刚石

采用微波等离子体化学气相沉积生长周期性氮掺杂纳米多层单晶金刚石。通过光发射谱判定腔室中气体（CH₄和H₂）的残余时间,确定纳米多层的生长工艺,进而获得周期性氮掺杂纳米多层单晶金刚石。当周期性氮掺杂纳米多层中单个氮掺杂层的厚度约为96 nm时,在杨氏模量为1000 GPa下,其断裂韧性为18.2 MPa?m1/2。周期性氮掺杂CVD层的断裂韧性约为HPHT籽晶的2.1倍。周期性的氮掺杂层产生了周期性的压应力和张应力,因此显著提高了金刚石的断裂韧性。高韧性的单晶金刚石在高压顶砧和刀具上具有广泛的应用。     

金刚石薄膜光致发光的研究

本文研究了用热灯丝化学气相沉积方法在硅、钼和碳化钨衬底上制备的金刚石膜的光致发光特性。     

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，在不同的碳源气体气氛中合成金刚石薄膜，并研究不同工艺条件下的金刚石膜生长速率．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较高的生长速率和较好的质量．     

模板作用与金刚石的选择性生长

用生命科学中的DNA(或RNA)模板和碱基(或氨基酸)模块的概念,从物理学角度说明模板对大尺度有序结构特别是亚稳相的生长,对自由能相差很小的异构体的选择生长所具有的重要作用.金刚石和石墨表面具有模板的特征,它们将主导自身外延层的生长方式.异质衬底的某些局域微观结构可以作为新相生长成核的局域模板;不同材料、不同的处理方法及不同的化学环境下的衬底具有不同的局域微观结构,从而决定了多晶薄膜的取向优势.     

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