离子的轰击对Si衬底上金刚石核附着力的影响

利用扫描电子显微镜和原子力显微镜对负衬底偏压增强金刚石核化的过程进行了分析,从理论上探索了负衬底偏压作用下离子的轰击效应增强金刚石核在Si衬底上附着力的机理,给出了金刚石核与衬底的附着力和衬底负偏压之间的关系.     

W过渡层结合界面对金刚石薄膜在WC-6%Co上的附着力的影响

 在微波等离子体化学气相沉积装置中,采用负偏压形核等方法,研究两种不同的W过渡层/基体结合界面对金刚石薄膜与WC-6%Co附着力的影响。采用氢等离子体脱碳、磁控溅射镀W、高偏压碳化等方法,在YG6衬底表面形成化学反应型界面,W膜在碳化时和基体WC连为一体,极大地增加了W膜与基体的附着力,明显优于直接镀钨、碳化形成的物理吸附界面。在高负偏压下碳化,能提高表面粗糙度,增加膜与基体机械钳合,而负偏压形核增加核密度,从而增加膜与基体的接触面积,结果极大地提高了金刚石薄膜的附着力。     

等离子体CVD生长金刚石薄膜中衬底负偏压增强成核机制

 提出了近年来实验发现的在等离子体化学气相沉积（PCVD）金刚石薄膜中衬底负偏压增强成核效应的理论模型，给出了偏压增强成核效应与沉积参数诸如反应压强和碳源浓度等的关系，解释了在负偏压增大时，反应压强和碳源浓度的变化对成核增强强度的影响，并且讨论了阈值负偏压问题。本模型得到的理论结果与文献中的实验结果基本一致。     

CVD金刚石薄膜生长中的偏压增强成核效应

实现金刚石薄膜的异质外延是目前ＣＶＤ金刚石薄膜制研究的主要奋斗目标，而直流负偏压增强金刚石成核法被认为是达到这一目标的有效途径。文章简要评述了微波等离子体ＣＶＤ制备金刚石薄膜中的直流负偏压增强成核法，以及由此而发展的直流正偏压增强成核法和叠加交流成分的直流负偏压增强成核法，介绍了它们在异质外延金刚石薄膜中的应用。     

磁控溅射CNx薄膜的附着力、粗糙度与衬底偏压的关系

对磁控溅射生长在单晶Si(001)衬底上的CNx薄膜的附着力、粗糙度与衬底偏压的关系进行了研究。CNx薄膜沉积实验在纯N2的环境下进行．衬底温度(Ts)保持在350℃．衬底偏压(Vb)在0～-150V之间变化。利用原子力显微镜(AFM)和划痕试验机来测量CNx薄膜的表面粗糙度及对衬底的附着力。AFM和划痕实验的结果显示衬底偏压Vb对CNx薄膜的附着力和表面粗糙程度的影响很大，在-100V偏压下生长的CNx薄膜表面最光滑(粗糙度最小)，同时对Si(001)衬底的附着力最好。最后根据实验结果确定了在单晶Si(001)衬底上生长光滑而且附着力好的CNx薄膜的最佳实验条件。     

负偏压热灯丝CVD金刚石膜核化和早期生长的研究

利用扫描电子显微镜、Raman谱和X射线光电子能谱，研究了Si衬底上热灯丝CVD金刚石膜的核化和早期生长.在-300V和100mA条件下预处理15min，镜面抛光的Si(100)表面上金刚石核密度超过了10⁹cm^-2，但是核的分布极不均匀且可分为三个区域：A区，边缘处以锥体为主；B区，位于边和中心之间过渡区是纳米金刚石；C区，中心处有SiC层.无偏压下生长4h后，A区形成许多大而弧立的金刚石颗粒，B区成为织构金刚石膜，而C区变为含有大量缺陷的连续金刚石膜.衬底负 关键词：     

富勒烯作为过渡层生长金刚石薄膜研究

采用微波等离子体化学气相淀积法，以Ｃ６０膜过渡层，在光滑的单晶Ｓｉ衬底（１００）表面的研磨的石英衬底表面等光学衬底上，首次在无衬底负偏压条件下生长出多晶金刚石薄膜，通过扫描电镜观察到生长膜晶粒呈莱花状，生长表面为金刚石（１００）界面。     

金刚石薄膜负偏压形核的边缘效应

 在微波等离子体化学气相沉积装置中，研究了金刚石薄膜在Si (100)面上的负偏压形核行为，结果表明，偏压大小对金刚石的形核均匀性有显著影响，而甲烷浓度主要影响形核时间，对金刚石的最大核密度影响不大。在硅片尺寸小于钼支撑架时，形核行为存在明显的边缘效应，即在偏压值低于-150 V时，硅片边缘金刚石核密度急剧降低，远低于硅片中央；在甲烷浓度比较低时，硅片边缘核密度要高于中间。研究表明，造成这种现象的主要原因是硅片下的钼支撑架发射电子所致，过量的原子H对金刚石的形核是不利的。     

织构金刚石薄膜的成核与生长

在加衬底偏压和不加衬底偏压两种情况下，用微波等离子体化学汽相沉积（MWCVD）技术在Ｓｉ（１００）衬底上合成了织构的金刚石薄膜使用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和取向Ｘ射线衍射技术证实了我们得到的样品是织构的金刚石薄膜观察了织构的金刚石薄膜的成核和生长过程，从理论上对金刚石薄膜异质外延的成核和生长机理进行了探讨 关键词：     

过滤电弧沉积非晶金刚石薄膜的光谱椭偏研究

为了深入理解过滤阴极电弧沉积非晶金刚石薄膜的光学性质,利用光谱椭偏仪研究了薄膜光学常数随测试偏振光波长变化的谱学关系,进而分析了薄膜折射率、消光系数和光学带隙与沉积能量之间的变化规律。实验表明,非晶金刚石薄膜的折射率高于金刚石晶体的折射率,薄膜的吸收光谱在高吸收区可以用抛物线型函数描述,并由此计算Tauc带隙。随着波长向红外延伸,非晶金刚石薄膜的消光系数渐次降低并趋近于零,光学常数因沉积能量变化而实现的调整幅度也逐渐缩小。随着衬底偏压的增加,折射率和光学带隙都是先升高后减小,并在负偏压为80 V时有最大值;而消光系数却是先减小再升高,在负偏压为80 V时有最小值。     

非晶金刚石薄膜的X射线反射研究

利用过滤阴极真空电弧系统制备了不同衬底偏压下非晶金刚石薄膜,分别采用X射线反射法测定了相应的非晶金刚石膜密度,分析了薄膜密度与沉积能量之间的变化规律．建立了薄膜密度随衬底偏压的变化曲线。研究发现在-80V时非晶金刚石膜密度存在最大值3．26g／cm^2,随着偏压的增大和减小,薄膜的密度都相应的下降;当衬底偏压加到-2000V时,密度减小到2．63g／cm^2,相对于密度的最大值变化较小。通过薄膜sp^3能态杂化含量与密度的简单比例关系,近似推算出非晶金刚石膜中sp^3能态的含量最高可达80％以上。     

离子轰击控制准直碳纳米管生长的研究

用CH₄,H₂和NH₃作为反应气体，利用等离子体增强热丝化学汽相沉积制备出准直碳纳米管，并用扫描电子显微镜研究了不同负偏压对准直碳纳米管生长的影响. 结果表明，随着负偏压的增大，准直碳纳米管的平均直径减小、平均长度增大. 由于辉光放电的产生，在衬底表面附近形成阴极鞘层，并在阴极鞘层内形成大量的离子和在衬底表面附近形成很强的电场. 离子在电场的作用下对衬底表面的强烈轰击将对准直碳纳米管的生长产生影响. 结合有关理论，分析和讨论了离子的轰击对准 关键词： 准直碳纳米管 离子轰击 负偏压     

p型半导体金刚石膜的磁阻效应

在p型硅(100)衬底上,采用衬底负偏压微波等离子体CVD方法进行了p型异质外延金刚石膜的生长.用O₂等离子体刻蚀技术将金刚石膜刻蚀成长条形,利用四探针法在0—5T的磁场范围内测量了样品的磁阻.实验结果表明,p型异质外延金刚石膜可以产生较大的磁阻.在Fuchs-Sondheimer(F-S)薄膜理论的基础上考虑晶格散射、杂质散射和表面散射,通过求解Boltzmann方程,利用并联电阻模型研究了p型异质外延金刚石膜的磁阻效应,给出了磁阻和金刚石膜厚度、迁移率、空穴密度及磁场的关系.讨论了表面散射和价带形变对p型异质外延金刚石膜磁阻的影响,初步解释了p型异质外延金刚石膜产生较大磁阻的原因 关键词： 金刚石膜 异质外延 磁阻效应 电导率     

激光制备类金刚石膜技术研究

现有技术制备的类金刚石(DLC)膜由于含氢、硬度低、内应力大、附着力差等特点,严重限制了其光学工程应用.激光法是近年发展的一种制备DLC膜的新方法,相比其他制备方法具有诸多优点.综合分析了激光制备DLC膜过程中,激光波长、脉宽、功率密度、衬底温度和偏压等因素对薄膜质量的影响规律.采用氧气氛辅助沉积、元素掺杂和双波长激光...     

偏压磁控溅射法在水冷柔性衬底上制备ITO透明导电膜

通过对衬底施加负偏压吸引等离子体中的阳离子对衬底轰击,从而用射频磁控溅射法在水冷透明绦纶聚脂胶片上制备出相对透过率为80%左右、最小电阻率为63×10^-4Ωcm、附着良好的ITO(Indium Tin Oxide)透明导电膜.SnO₂最佳掺杂浓度为7.5%—10%(w.t.),最佳氩分压为0.5—1Pa.当衬底负偏压为20—40V时,晶粒平均尺寸最大,制备出的薄膜的电阻率有最小值.薄膜为多晶纤锌矿结构,垂直于衬底的c轴具有［222］方向的择优取向,随衬底负偏压 关键词：     

RAMAN谱研究在退火和镍衬底上金刚石形核中甲烷的影响(英文)

藉助SEM和MICRO RAMAN ,我们研究了在退火和在镍衬底上金刚石形核中甲烷CH4 的影响。CH4 的浓度分别为 0 % ,0 5 % ,1 5 %和 2 5 % ,其中当甲烷浓度为 1 5 %时 ,金刚石在镍衬底上金刚石形核密度为 3× 1 0 8/cm2 ,这个结果高于以前的结果。金刚石膜的质量是好的。     

金刚石膜α粒子探测器的电学性能研究

从外加偏压、预辐照处理等方面对三明治结构金刚石膜探测器在α粒子辐照下的电学性能进行了研究.电流-电压特性和脉冲高度分布测试和分析表明，金刚石膜探测器在能量为5.5MeV的²⁴¹Am α粒子辐照一定时间后，其暗电流有所增加.探测器顶电极施加负偏压时，在α粒子辐照下得到的净电流和信噪比均较大.Raman光谱测试表明，造成上述现象的原因很可能是金刚石膜厚度方向的不均匀性分布.负偏压下探测器对α粒子的能量分辨率为25.0%，优于正偏压下的能量分辨率(38.4%).随着α粒子辐照时间的延长，探测器的净电流和电荷收集效率均有明显增加. 关键词： 金刚石薄膜 辐射探测器 电学性能 脉冲高度分布     

微晶硅薄膜沉积过程中的等离子体光学与电学特性研究

采用空间分辨光发射谱和傅里叶变换功率阻抗分析仪研究了衬底偏压和辉光功率对微晶硅薄膜沉积过程中的等离子体光学与电学特性的影响.研究表明：在交流偏压(AC)、悬浮(floating)、负直流加交流(-DC＋AC)偏压下,Hα发射强度空间分布规律相似,平均鞘层长度相等;正直流加交流(＋DC＋AC)偏压和接地(grounded)时Hα发射强度显著增强,并存在双峰(double layers)现象.增大功率,Hα发射强度也随着增大,并在17W与22W之间产生跳变.电学测试发现功率增大,等离子体电阻降低,电抗降低,电 关键词： 等离子体 光发射谱 衬底偏压 辉光功率     

电子助进化学气相沉积金刚石中发射光谱的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗方法，对源料气体为CH4/H2混合气的电子助进化学气相沉积（EACVD）中 的氢原子(H)、碳原子(C)以及CH基团的发射过程进行了模拟.研究了CH4浓度、反应室气压 和衬底偏压等工艺参数对发射光谱及成膜的影响.研究发现，CH基团可能是有利于金刚石薄 膜生长的活性基团，而碳原子不是；偏压的升高可提高电子平均温度及衬底表面附近氢原子 的相对浓度；通过氢原子谱线可测定电子平均温度并找到最佳成膜实验条件.该结果对EACVD 生长金刚石薄膜过程中实时监测电子平均温度，有效控制工艺条件，生长出高质量的金刚石 薄膜具有重要的意义. 关键词： 蒙特卡罗模拟 金刚石薄膜 发射光谱     

用射频溅射法制备立方氮化硼薄膜

利用射频溅射方法在n型Si(111)衬底上制备出立方相含量接近100%且粘附性较高的立方氮化硼(c-BN)薄膜.傅里叶变换红外谱(FTIR)的结果表明，基底负偏压对薄膜立方相含量和薄膜压应力有很大影响，另外，衬底的电阻率对c-BN生长和薄膜的压应力也有一定的影响. 关键词： 立方氮化硼 射频溅射 压应力 基底负偏压