负偏压形核法增强金刚石薄膜附着力研究

在微波等离子体化学气相沉积装置中 ,研究了负偏压形核对金刚石薄膜与WC 6 %硬质合金刀具附着力的影响。结果表明 ,负偏压形核不仅能增加金刚石的核密度 ,还能改善金刚石核在WC晶粒上分布的均匀性 ,增加膜基有效结合面积 ,从而增加金刚石薄膜附着力。因负偏压形核时含碳离子被偏压电场加速 ,对刀具表面产生溅射作用 ,采用铜替代置换钴的刀具 ,使用负偏压形核反而降低薄膜附着力 ;而采用磁控溅射镀铜的刀具 ,使用负偏压形核则能进一步提高金刚石薄膜的附着力。

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(1 0 0 )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 - 1 5 0V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 。

采用正交法研究金刚石偏压形核

在微波等离子体化学气相沉积装置中 ,采用正交试验法研究金刚石在镜面抛光的Si( 1 0 0 )面上的偏压形核过程中 ,形核时间、偏压电压、气压及甲烷浓度对形核密度的影响 ,研究结果表明 :形核密度随形核时间的增加而增加 ,适中的偏压电压和沉积气压有利于金刚石的形核 ,而甲烷浓度的影响很小。正交试验所得的最佳形核条件为偏压 -1 5 0V ;时间 1 2min ;气压 4kPa;CH4 比率 5 % ,在该条件下金刚石的形核密度达到 1 0 1 0 个 cm2 。

偏压对金刚石薄膜选择性成核和生长影响的研究

利用偏压增强MPCVD法成功地实现了金刚石薄膜在附有SiO2 掩膜图形的镜面抛光的Si( 1 0 0 )上的选择性织构生长 ,列举了最佳偏压成核与选择性生长条件 ,SEM和Raman光谱对所得样品进行了表征 ,并对偏压对选择性成核和生长的影响机制进行了探讨。

金刚石薄膜异质外延的研究进展

主要介绍金刚石薄膜在Si上异质外延的研究状况。综述了外延金刚石薄膜的偏压形核 ,SiC过渡层的影响及一些实验参数对外延薄膜质量的影响等 。

铱衬底上异质外延单晶金刚石:过程与机理

金刚石因其独特的物理化学性质,在探测器、光电子器件等领域得到了广泛的应用,单晶金刚石更是因为具有大幅度提高这些器件功能的潜力而引起了众多学者的关注。目前在铱(Ir)衬底上异质外延生长的单晶金刚石具有最大尺寸和较为优异的生长质量。本文介绍了可用于外延金刚石的不同结构的衬底以及金刚石在铱(Ir)衬底上的形核和生长过程,重点阐述了金刚石偏压辅助形核(BEN)和外延横向生长(ELO)的机理,以及衬底图形化形核生长技术,指出了目前研究存在的不足,并对金刚石异质外延理论和实验研究方向进行了展望。