微波PCVD法大尺寸透明自支撑金刚石膜的制备及红外透过率(英文)

采用微波PCVD方法制备出直径50mm膜厚300μm的大尺寸透明自支撑金刚石膜。在甲烷体积分数2%的条件下制备的透明自支撑金刚石膜经过两面抛光后在500cm-1~4000cm-1红外波段范围内红外透过率达到70%,但是其生长速率只有1μm/h^2μm/h。在体积分数4%甲烷浓度下制备的自支撑透明金刚石膜,其生长速率达到7μm/h^8μm/h,经过两面抛光之后膜厚为260μm的金刚石膜的在500cm-1~4000cm-1红外波段范围内红外透过率达到60%左右,而且膜中心和边缘区的红外透过率基本相同。这些结果为大尺寸金刚石厚膜在红外窗口上的实际应用奠定了基础。

微波等离子体化学气相沉积工艺对透明金刚石膜质量的影响

在自制的 2 4 50MHz/5kW不锈钢谐振腔型微波等离子体化学气相沉积装置中研究了基片预处理和工艺参数对微波等离子体化学气相沉积金刚石膜质量的影响 ,研究了提高成核密度和沉积速率的方法 ,用SEM ,XRD ,FTIR ,Raman和AFM分析了金刚石膜的质量 .结果表明 :用纳米金刚石粉研磨单晶硅基片 ,在沉积气压 6.0kPa,CH4 /H2 的体积流量比为 0 .75%时 ,可沉积出红外透光率达 68% ,表面粗糙度为 1 1 4 .1 0nm的透明金刚石膜 ,其透光率接近Ⅱa 天然金刚石 .

光学级透明金刚石膜的性质

采用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)方法在单晶硅片上制备光学级透明金刚石膜,利用傅里叶红外分光光度计和紫外-可见分光光度计分别测试不同厚度金刚石膜的红外光和紫外-可见光波段的透过率,并分析了测试结果.

金刚石薄膜光学透过性能的研究

研究了金刚石薄膜的厚度、表面粗糙度及其成分对金刚石薄膜光学透过率的影响,采用AFM观察金刚石膜的表面形貌并测试其表面粗糙度Ra值;用XPS仪测试了金刚石膜成分;用UV-365分光光度仪测试了光学透过率.结果表明:表面粗糙度是影响金刚石薄膜光学透过率的重要因素,其降低一倍,光学透过率增加两倍多.要提高金刚石薄膜的光学透过率,应大力降低表面粗糙度.

直流热阴极PCVD法间歇生长模式制备透明金刚石膜

采用直流热阴极等离子体化学气相沉积(直流热阴极PCVD)方法,通过金刚石膜的间歇生长过程,引入氮原子的作用,实现对非金刚石成份的刻蚀和金刚石膜的择优取向生长,在CH4:N2:H2气氛下制备透明金刚石膜。金刚石膜的间歇式生长分为沉积阶段和刻蚀两个阶段,沉积阶段为20 min,刻蚀阶段为1 min,沉积和刻蚀通过温度的调节来实现,总的生长时间10 h;实验中主要改变的参数是N2气比例,将N2气流量与总气体流量的比例分为高、中、低三档分别进行实验。结果在CH4:N2:H2比例为2:20:180时获得了透明金刚石膜。金刚石膜样品用Raman光谱仪、SEM和XRD进行了表征,研究表明,直流热阴极PCVD间歇生长模式下,通过引入氮原子的作用,可以制备出(111)面取向的透明金刚石膜。