微波等离子体化学气相沉积

摘要： 通过自制的MPCVD双基片台设备,在微波功率为1400 W保持不变及中高气压,等离子体功率密度为357.5~807.4 W/cm^(3),基片温度为850±30°C,CH_(4)体积分数为1.0%~1.5%,沉积速率为1~8μm/h条件下,在直径11.5 mm的硅基片上沉积不同质量的多晶金刚石膜,并通过光谱仪、光学显微镜、拉曼光谱仪对等离子体中的氢原子及含碳基团、多晶薄膜的形貌及质量进行表征。结果表明:随着等离子体功率密度上升,等离子体椭球中的氢原子基团和含C的活性基团强度增加,金刚石膜生长速率大幅度提高,金刚石膜纯度也大幅度提升。在气压为21 kPa,等离子体功率密度为807.4 W/cm^(3),基片温度为850±30°C,生长时间为150 h,CH_(4)体积分数为1.0%及氢气流量为200 mL/min的条件下,金刚石膜的生长速率达到5μm/h,金刚石膜厚达752.0μm,金刚石拉曼峰的半高宽为6.48 cm^(−1),且生长的金刚石膜质量良好。

摘要： 以覆盖金属钛的陶瓷为衬底放入微薄等离子体腔中,在不同的条件下制备出三种金刚石聚晶碳膜。通过扫描电镜、拉曼光谱、X射线仪分析碳膜的形貌与结构,利用二级结构研究碳膜的场发射性能,得到发射性能最佳的薄膜。深入分析了三种碳膜的成因和场发射性能不同的原因,为优秀场发射阴极材料的制备做出一点贡献。

摘要： 人工合成金刚石技术极大地推动了工业技术的进步,并有望进一步为科学技术的发展带来革命性的突破。本文介绍了人工合成金刚石技术,详细分析了几种主要化学气相沉积方法的技术特点、应用领域及发展现状。重点介绍了微波等离子体化学气相沉积大尺寸高品质光学级金刚石膜的发展和现状。最后,对大尺寸光学级金刚石膜在兆瓦级回旋管、高功率CO_(2)激光器以及红外热成像等领域的应用进行了简单介绍。

摘要： 为了制备出大面积均匀连续的纳米金刚石薄膜,并探索温度、气氛等条件对最终生长出的纳米金刚石薄膜样品的影响,使用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法,改变CH4、H2、Ar气体比例以及衬底温度,在不同生长条件下制备了5组金刚石薄膜样品.5组样品分别使用ESEM和拉曼光谱进行成膜质量、形貌、结构以及组分的表征,分析了不同薄膜的成因和工艺参数的影响,并提出了进一步优化的方向.

摘要： 场发射阴极金刚石薄膜的制备方法有很多,利用微波等离子化学气相沉积的方法制备薄膜,文中详细介绍了正交分解法实验制备金刚石薄膜的过程.并对薄膜进行扫描电镜、拉曼光谱、X射线实验,分析了其形貌与结构;用场发射二级结构研究薄膜的场发射性能,简单分析了金刚石薄膜的成因和场发射性能.

摘要： 采用3 kW/2450 MHz微波等离子体化学气相沉积(microwave plasma chemical vapor deposi-tion,MPCVD)系统,以单晶硅为基底材料,采用单因素试验法研究微米级金刚石膜的生长工艺,分别探究衬底温度、腔体压强和甲烷体积分数对金刚石成膜过程的影响,获得微米级金刚石膜的最优生长工艺.结果表明:金刚石膜的生长速率与衬底温度、腔体压强、甲烷体积分数呈正相关;衬底温度和腔体压强对金刚石膜质量的影响存在最佳的临界值,甲烷体积分数过高不利于形成金刚石相.金刚石膜生长的最佳工艺参数为:功率为2200 W,衬底温度为850°C,腔体压强为14 kPa,甲烷的体积分数为2.5％.在此条件下,金刚石膜生长速率为1.706μm/h,金刚石相含量为87.92％.

摘要： 采用3 kW/2 450 MHz微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统,以高纯氢气、高纯甲烷为反应气体,单晶硅为衬底,制备了微米级金刚石薄膜,利用管式炉在高温氧化条件下对预沉积的金刚石膜进行表面改性处理,分别研究了氧化温度和氧化时间两个关键工艺参数对金刚膜形貌、结构及表面亲疏水性的影响.结果表明,高温氧化可明显改变金刚石膜表面的终端结构及微观形貌,这些因素的改变导致样品的亲疏水性发生显著变化,经400、500、600°C分别高温处理20 min后的样品表面缺陷密度越来越高,接触角从96°减小至29°,表现出明显的亲水性;在600°C下分别高温处理5、10、15、20 min后的样品接触角从59°减小至29°,金刚石膜表面亲水性逐渐增强;高温氧化处理可以有效地提高金刚石膜的亲水性,样品亲水性与氧化温度和氧化时间均呈正相关.

摘要： 目的在实验室自制的5 kW圆柱形单模微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置上,系统研究各放电参数对等离子体的影响。方法采用模拟计算与实验调控相结合的方式,分析微波等离子体、基团的运动和分布与放电参数之间的关系。利用发射光谱诊断等离子体环境,同时,利用SEM和Raman对所沉积的金刚石膜的形貌和质量进行表征,以验证MPCVD装置的调控原则。结果气压和温度满足Tg=8/3P关系时,吸收功率密度可达最大。单独提高微波功率和工作气压,能很大程度地增强等离子体的电子密度及改善等离子体球的均匀性,而两者相互之间匹配升高能极大地增加等离子体的电子密度,同时激发更多Hα、Hβ、CH及C_(2)这类适合高质量金刚石膜沉积的活性基团。得到了MPCVD装置长时间稳定运行的等离子体稳定边界,并成功制备出高质量的金刚石膜。结论功率气压及温度相匹配可以提高吸收功率密度、等离子体密度及均匀性。在圆柱形装置稳定运行的边界条件下,能沉积得到较高质量的金刚石膜。

摘要： 利用微波等离子化学气相沉积的方法,制备出微米金刚石聚晶颗粒薄膜,通过扫描电镜、拉曼光谱、X射线实验,分析了薄膜的形貌与结构,用场发射二级结构研究薄膜的场发射性能。研究了微米金刚石聚晶薄膜的产生的机理,调整制备过程中的参数来增加聚晶颗粒的密度,提高场发射点的密度,为制备大面积、均匀的场发射阴极打下基础。

摘要： 采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术,通过改变气源中的氮含量,得到不同结晶质量的单晶金刚石,通过激光切割以及抛光控制样品尺寸为5 mm×5 mm×0.5 mm,然后对样品进行表面氢化处理并研制了金刚石射频器件,系统研究了氮含量对金刚石材料晶体质量和金刚石射频器件性能的影响。随着氮含量的增加,虽然单晶金刚石生长速率有所增加,但是其拉曼半峰全宽(FWHM)、XRD摇摆曲线半峰全宽也逐渐增加,光致发光光谱中对应的NV缺陷逐渐增多,晶体结晶质量逐渐变差,不仅导致沟道载流子的迁移率出现退化,而且也使金刚石射频器件出现了严重的电流崩塌和性能退化问题。通过降低氮浓度,提升材料的结晶质量,沟道载流子迁移率得到显著提升,金刚石射频器件的电流崩塌得到有效抑制,电流增益截止频率f_(T)和功率增益截止频率f_(max)分别从17 GHz和22 GHz大幅度提升至32 GHz和53 GHz。

摘要： 采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术,以氧化硼-乙醇溶液作为硼源,成功制备出硼掺杂金刚石膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(Laser Raman spectroscopy)、电化学工作站对其表面形貌、晶体结构、薄膜质量、电化学性能进行了系统的研究.实验结果表明:随着硼元素含量的增加,金刚石膜的晶体颗粒尺寸先减小后增大,电势窗口大小由3.1V降至2.6V,阳极电流密度由0.0227mA/·cm-1降至0.0119mA/·cm-1,但对背景电流及电化学可逆性几乎不影响.

摘要： 钛铁矿综合利用发展的必然趋势是节能降耗,减少环境污染,加快研发综合利用钛铁矿中铁、钛两种组分的新工艺。以廉价钛铁矿为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法,直接制备了纳米碳管,并在适当的条件下,同时将其中的钛氧化物碳化而获得纳米碳管碳化钛复合粉体材料。纳米碳管能有效地分散碳化钛颗粒,从而得到分散均匀的粉体材料。

摘要： 利用改进完善的石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积（MWPCVD）装置考察了基片预处理、沉积气体比例、沉积气压、基片位置等工艺以MWPCVD制备金刚石薄膜的影响；SEM形貌观察和Raman谱分析都表明石英钟罩式MWPCVD制备高质量金刚石薄膜有显著的优越性。

摘要： 在微波等离子体CVD中,在直径为0.8mm硬质合金钻头上进行沉积金刚石涂层的研究。在沉积前,用硝酸(HNO3:H2O=1:4)腐蚀60s,以去除表面的Co。在金刚石涂层沉积过程中,钻头尖端在微波电磁场中产生辉光放电现象,导致钻头尖端刃部很难获得金刚石涂层。通过使用金属丝屏蔽的方法改变钻头周围的微波电磁场分布,成功地采用微波等离子体CVD法在钻头上沉积出了金刚石涂层。用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和激光拉曼光谱对基体和薄膜进行了表征。结果表明,金刚石薄膜表面比较光滑,晶粒尺寸较小,涂层质量良好;在铝基复合材料上钻孔测试表明,薄膜的附着力也较高。

摘要： 在微波等离子体CVD中,在直径为0.8mm硬质合金钻头上进行沉积金刚石涂层的研究。在沉积前,用硝酸(HNO3:H2O=1:4)腐蚀60s,以去除表面的Co。在金刚石涂层沉积过程中,钻头尖端在微波电磁场中产生辉光放电现象,导致钻头尖端刃部很难获得金刚石涂层。通过使用金属丝屏蔽的方法改变钻头周围的微波电磁场分布,成功地采用微波等离子体CVD法在钻头上沉积出了金刚石涂层。用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和激光拉曼光谱对基体和薄膜进行了表征。结果表明,金刚石薄膜表面比较光滑,晶粒尺寸较小,涂层质量良好;在铝基复合材料上钻孔测试表明,薄膜的附着力也较高。

摘要： 在微波等离子体CVD中,在直径为0.8mm硬质合金钻头上进行沉积金刚石涂层的研究。在沉积前,用硝酸(HNO3:H2O=1:4)腐蚀60s,以去除表面的Co。在金刚石涂层沉积过程中,钻头尖端在微波电磁场中产生辉光放电现象,导致钻头尖端刃部很难获得金刚石涂层。通过使用金属丝屏蔽的方法改变钻头周围的微波电磁场分布,成功地采用微波等离子体CVD法在钻头上沉积出了金刚石涂层。用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和激光拉曼光谱对基体和薄膜进行了表征。结果表明,金刚石薄膜表面比较光滑,晶粒尺寸较小,涂层质量良好;在铝基复合材料上钻孔测试表明,薄膜的附着力也较高。

摘要： 在微波等离子体CVD中,在直径为0.8mm硬质合金钻头上进行沉积金刚石涂层的研究。在沉积前,用硝酸(HNO3:H2O=1:4)腐蚀60s,以去除表面的Co。在金刚石涂层沉积过程中,钻头尖端在微波电磁场中产生辉光放电现象,导致钻头尖端刃部很难获得金刚石涂层。通过使用金属丝屏蔽的方法改变钻头周围的微波电磁场分布,成功地采用微波等离子体CVD法在钻头上沉积出了金刚石涂层。用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和激光拉曼光谱对基体和薄膜进行了表征。结果表明,金刚石薄膜表面比较光滑,晶粒尺寸较小,涂层质量良好;在铝基复合材料上钻孔测试表明,薄膜的附着力也较高。

摘要： 本发明公开了一种等离子体源和用等离子体增强的化学气相沉积来沉积薄膜涂层的方法，即提供了对薄膜涂覆技术有用的新颖的等离子体源和使用所述等离子体源的方法。更具体地说，本发明提供了分别产生线性的和二维的等离子体的新颖的线性的和二维的等离子体源，其对增强等离子体的化学气相沉积有用。本发明还提供了生产薄膜涂层的方法和提高所述方法的涂覆效率的方法。

摘要： 本发明公开了一种等离子体源和用等离子体增强的化学气相沉积来沉积薄膜涂层的方法，即提供了对薄膜涂覆技术有用的新颖的等离子体源和使用所述等离子体源的方法。更具体地说，本发明提供了分别产生线性的和二维的等离子体的新颖的线性的和二维的等离子体源，其对增强等离子体的化学气相沉积有用。本发明还提供了生产薄膜涂层的方法和提高所述方法的涂覆效率的方法。

摘要： 本发明公开了一种等离子体源和用等离子体增强的化学气相沉积来沉积薄膜涂层的方法，即提供了对薄膜涂覆技术有用的新颖的等离子体源和使用所述等离子体源的方法。更具体地说，本发明提供了分别产生线性的和二维的等离子体的新颖的线性的和二维的等离子体源，其对增强等离子体的化学气相沉积有用。本发明还提供了生产薄膜涂层的方法和提高所述方法的涂覆效率的方法。

摘要： 本发明提供了对薄膜涂覆技术有用的新颖的等离子体源和使用所述等离子体源的方法。更具体地说，本发明提供了分别产生线性的和二维的等离子体的新颖的线性的和二维的等离子体源，其对增强等离子体的化学气相沉积有用。本发明还提供了生产薄膜涂层的方法和提高所述方法的涂覆效率的方法。

摘要： 本发明公开了一种等离子体源和用等离子体增强的化学气相沉积来沉积薄膜涂层的方法，即提供了对薄膜涂覆技术有用的新颖的等离子体源和使用所述等离子体源的方法。更具体地说，本发明提供了分别产生线性的和二维的等离子体的新颖的线性的和二维的等离子体源，其对增强等离子体的化学气相沉积有用。本发明还提供了生产薄膜涂层的方法和提高所述方法的涂覆效率的方法。

摘要： 本发明公开了一种等离子体源和用等离子体增强的化学气相沉积来沉积薄膜涂层的方法，即提供了对薄膜涂覆技术有用的新颖的等离子体源和使用所述等离子体源的方法。更具体地说，本发明提供了分别产生线性的和二维的等离子体的新颖的线性的和二维的等离子体源，其对增强等离子体的化学气相沉积有用。本发明还提供了生产薄膜涂层的方法和提高所述方法的涂覆效率的方法。

摘要： 本发明公开了一种等离子体源和用等离子体增强的化学气相沉积来沉积薄膜涂层的方法，即提供了对薄膜涂覆技术有用的新颖的等离子体源和使用所述等离子体源的方法。更具体地说，本发明提供了分别产生线性的和二维的等离子体的新颖的线性的和二维的等离子体源，其对增强等离子体的化学气相沉积有用。本发明还提供了生产薄膜涂层的方法和提高所述方法的涂覆效率的方法。

摘要： 本发明提供了对薄膜涂覆技术有用的新颖的等离子体源和使用所述等离子体源的方法。更具体地说，本发明提供了分别产生线性的和二维的等离子体的新颖的线性的和二维的等离子体源，其对增强等离子体的化学气相沉积有用。本发明还提供了生产薄膜涂层的方法和提高所述方法的涂覆效率的方法。

摘要： 本实用新型揭示了等离子体气相沉积用工件固定治具及等离子体气相沉积设备，其中固定治具包括可绕其轴线自转的圆盘，圆盘上可自转地垂设有一组呈圆形分布的载具，一组载具与圆盘共同形成一占据圆柱形空间的整体装置，整体装置连接电源且整体装置的形状满足其通电后，产生的电磁场集中于整体装置表面区域。本方案通过对整体装置的结构设计，使其通电后的磁场集中分布于圆柱形的整体装置表面区域，从而使得电磁场集中区域与需要镀膜的工件位置相匹配，进而使得等离子体在真正需要的镀膜区域沉积，达到最佳的沉积效果，并且相对于现有设备，在相同时间内产生的厚度能够提高1.3‑2倍，涂层质量等级能提高到最优的1‑2级，产能显著提高。

摘要： 本实用新型公开了一种等离子体气相沉积装置用背板及等离子体气相沉积装置，涉及化学气相沉积领域，以解决现有技术中等离子体气相沉积装置背板造成的气体扩散均匀性无法得到保证，从而影响成膜均匀性的问题。为了克服上述问题，本实用新型的实施例采用如下技术方案：一种等离子体气相沉积装置用背板，所述背板的一个表面设有进气孔，所述背板的另一相对表面设有多个出气孔，所述背板内部设有空腔，所述进气孔和多个所述出气孔均与所述空腔连通。本实用新型用于进行等离子增强化学气相沉积操作。