射频辉光放电等离子体化学气相沉积类金刚石膜的性能研究

用自行设计的RF PCVD(射频辉光放电等离子体化学气相沉积 )设备沉积类金刚石膜 ,并对膜的力学、光学、化学性能进行了分析。表明用该设备制备的类金刚石膜具有显微硬度高、磨擦系数小、膜基结合力高、对红外有良好的增透性 ,并且耐磨耐蚀、化学稳定性好。

射频辉光放电等离子体辅助化学气相沉积法制备类金刚石碳膜工艺与性能表征

使用射频辉光放电等离子体辅助化学气相沉积技术(简称RFGDPECVD)在玻璃载玻片表面沉积类金刚石薄膜。用原子力显微镜(AFM)、摩擦试验仪、划痕试验机测定了其表面形貌、耐磨性及附着性。采用X射线光电子能谱(XPS)、分光光度计对两种气源(C4H10、C2H2)制备的DLC薄膜微观组成和透光率进行了检测和对比。结果表明:DLC薄膜的表面光滑、平整,表面粗糙度随沉积时间的增加单调递增;耐磨性及附着性优良;与C4H10相比使用C2H2作为碳源气体可以得到较高sp3含量和较低sp1含量的DLC膜;C2H2制备DLC薄膜的透光率低于C4H10;同一种碳源气体,反应流量比例越小,则DLC薄膜的透光性越好。

射频放电辅助热丝CVD金刚石生长速率的研究

在传统的HFCVD系统中,引入射频电源后,通过与灯丝或者衬底的连接,组成了射频放电辅助下的四种不同沉积金刚石的生长模式。在各种生长模式下,分别以酒精和丙酮为碳源,沉积出了金刚石多晶球,并就不同辅助模式下的金刚石的生长速率进行了研究。结果表明,等离子体增强法能够明显促进金刚石的生长,而电子促进法的生长速率最慢,甚至慢于偏压等离子体的生长速率;与等离子体促进增强法相比,偏压等离子体增强法的生长速率也有所变慢,并且随着偏压射频电流的增大,其生长速率越来越慢;而传统热丝法的生长速率与沉积金刚石时所选用碳源的分子结构有很大的关系。

硅掺杂辉光放电聚合物薄膜的成分结构分析

以H2、反式二丁烯（T2B）和四甲基硅烷（TMS）混合气体为工作气体，在不同TMS流量条件下，用低压等离子体增强化学气相沉积法制备了Si掺杂辉光放电聚合物（GDP）薄膜。采用傅里叶变换红外光谱表征了不同TMS流量下Si掺杂GDP薄膜的化学组成结构。X射线光电子能谱表征了Si掺杂GDP薄膜成分，分析了TMS流量对Si掺杂GDP薄膜化学结构与元素组成的影响。研究表明：薄膜中成功地掺入了Si元素；Si掺杂GDP薄膜中Si元素主要以Si—C，Si—H等键合形式存在；在TMS流量为0．5～2mL／min（标准状态）的范围内，薄膜中Si的原子浓度为0．72％～1．35％；随着TMS流量的逐渐增加，薄膜中Si含量逐渐增大。

RF-PCVD低温沉积无色透明类金刚石保护膜的工艺研究

采用磁约束增强射频辉光放电等离子体辅助化学气相沉积法（RF—PCVD）低温沉积出无色透明的类金刚石保护膜（DLC），主要研究了炉压P0、射频功率Pf、自生负偏压U2、磁感应强度B、电极间距d、反应气体、镀膜时间t等工艺参数对成膜的影响．试验结果表明，外加磁场B制约了带电粒子逃逸出电极空间，提高了反应气体的离化率及等离子体浓度和活性，并使非独立变量Pf和Uz成为独立变量，有利于工艺调节．当极间距大时，需适当提高Pf，Uz和C-H流量才可得到无色、较硬的DLC膜．在比功率密度大于0．009W·cm^-2·Pa^-1、C-H浓度即体积分数0．9％～1．4％及膜厚小于90nm的条件下，可沉积出无色透明、硬度较高的DLC膜．

制膜技术与装置

O484.1 2001010471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=Synthesis of diamond and carbonnitride by DC.glow discharge plasma enhancedchemical vapor deposition[刊,中]/于威,王淑芳, 丁学成,韩理,刘志强,张连水,傅广生(河北大学物理系.河北,保定(071002))∥河北大学学报.自然科学版.-2000,20(1).-78-82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。

RF-HFCVD生长高质量纳米金刚石薄膜

采用射频等离子体增强的热丝化学气相沉积 (RF HFCVD)技术在石英玻璃衬底上制备了高质量的纳米金刚石薄膜 .研究了衬底温度、反应气压及射频功率对金刚石膜的结晶习性和光学性质的影响 ,其最佳值分别为70 0℃、2× 133Pa和 2 0 0W .在该条件下金刚石成核密度达 10 11cm-2 ,经 1h生长即获得连续薄膜 ,其平均晶粒尺寸为 2 5nm ,表面粗糙度仅为 5 5 ,在近红外区域 (80 0nm处 )的光透过率达 90 % .

用SiCl_4-H_2低温沉积多晶硅薄膜微结构的Raman分析

用拉曼散射谱研究以SiCl4 H2 为气源 ,用射频辉光放电等离子体增强化学气相沉积技术 ,在 2 0 0℃低温下沉积多晶硅薄膜的微结构特征 .结果表明 ,薄膜表层包含有大量微晶相的纳米硅晶粒和非晶相的硅聚合物 ,随射频功率增加 ,晶相结构的成分增大 .另一方面 ,深度拉曼谱分布的研究也显示薄膜的晶化度和晶粒尺度随纵向深度的增加逐渐增大 .因此可以认为 ,在多晶硅薄膜生长的最初阶段 ,空间反应过程对低温晶化起重要作用 .

石英衬底上生长的高光学质量的纳米金刚石薄膜

采用射频等离子体增强的热丝化学气相沉积 (RF HFCVD)技术在石英玻璃衬底上制备了表面光滑、晶粒致密均匀的纳米金刚石薄膜 .用扫描电子显微镜 (SEM)和台阶仪观测薄膜的表面形貌和粗糙度 ,x射线衍射 (XRD)和Raman光谱表征膜层的结构 ,并用紫外 可见 近红外光谱仪测量其光透过率 .实验结果表明 ,衬底温度、反应气压及射频功率对金刚石膜的结晶习性、表面粗糙度及光透过率均有很大程度的影响 ,其最佳值分别为 70 0℃ ,2× 133Pa和 2 0 0W .在该最佳参量下经 1h的生长即获得连续、平滑的纳米金刚石膜 ,其平均晶粒尺寸为约 2 5nm ,表面平均粗糙度仅为 5 5nm ,在近红外区的光透过率高达 90 %

真空度对碳纳米管生长过程的影响

利用等离子体增强热丝化学气相沉积系统在沉积有过渡层Ta和催化剂层NiFe的Si衬底上制备出准直碳纳米管,并用扫描电子显微镜研究了它们的生长和结构,结果表明真空度对其生长和结构有较大的影响。当真空度为4000Pa和2000Pa时,准直碳纳米管较容易生长,并且真空度为2000Pa时生长的碳纳米管平均长度大于真空度为4000Pa时碳纳米管的平均长度。但真空度为667Pa时碳纳米管生长困难。根据热力学和辉光放电理论,分析了真空度对准直碳纳米管生长和结构的影响。