游志恒
,
满卫东
,
吕继磊
,
阳硕
,
何莲
,
徐群峰
,
白华
,
江南
人工晶体学报
采用直流辉光放电化学气相沉积设备,以H2/CH4/Ar混合气体为工作气体,在2英寸硅片沉积出了晶粒尺寸为20～ 40 nm的纳米金刚石薄膜.采用SEM、Raman、微摩擦试验机等分析了不同CH4浓度、Ar浓度对NCD薄膜生长特性的影响.研究结果表明:金刚石薄膜的晶粒尺寸随着CH4浓度的增加而减小,但是过高的CH4浓度会导致石墨相大量生成;随着Ar浓度的增加,金刚石薄膜的晶粒尺寸逐渐细化,但过量Ar的掺入会降低金刚石薄膜的质量;在合适的工艺参数下,薄膜摩擦系数最低可以降低到0.12,NCD薄膜的最大沉积直径为140 mm.
关键词:
直流辉光放电
,
化学气相沉积
,
纳米金刚石
,
摩擦系数
涂昕
,
满卫东
,
游志恒
,
阳朔
硬质合金
doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2014.02.004
采用自制的1 kW石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积装置,以氢气和甲烷作为气源在镜面抛光的(100)面单晶硅片上沉积了金刚石薄膜.实验共制得两个样品,其中一个样品在制备的过程中加装了难熔的金属钽环,利用等离子体易吸附于金属钽环表面的特性,缩小了硅片中间与边缘等离子体密度差异,另外一个样品没有加装难熔的金属钽环.利用激光拉曼光谱仪和扫描电子显微镜(SEM)对制备的样品进行了表征,发现没有加装金属钽环的样品中间位置沉积的金刚石膜质量明显高于边缘位置沉积的金刚石膜,中间位置、离中间5mm位置、边缘位置沉积膜层的厚度差别很大;加装了金属钽环的样品中间位置与边缘位置沉积的金刚石膜质量差不多,中间位置、离中间5 mm位置、边缘位置沉积膜层的厚度差别不大,上述结果证明金属钽环的加入是一种提高MPCVD法制备金刚石膜均匀性的方法.
关键词:
微波等离子体化学气相沉积
,
金刚石膜
,
均匀性
,
方法
张玮
,
满卫东
,
林晓棋
,
游志恒
,
吕继磊
,
江南
硬质合金
doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2013.12.007
本文利用5 kW微波等离子体装置,在直径22 mm的石英上沉积金刚石薄膜.实验研究了衬底在不同位置对沉积金刚石薄膜的质量产生的影响.实验中将2块石英衬底编号为A和B,样品A被放在偏离钼基片台中心5 mm的位置,使石英的中间区域偏离等离子体球,而边缘区域处于等离子体球的下方.通过SEM和拉曼光谱表征所沉积的金刚石膜,对比样品A的中间和边缘区域发现中间的区域金刚石膜的质量差且不均匀,边缘区域则长出取向一致的(100)面金刚石.通过分析认为,较高的温度、大的等离子体密、合适的碳源浓度度等条件有利于(100)面金刚石薄膜的沉积.随后改进工艺,将样品B放在基片台中心使其处于等离子体的正下方,并调整生长温度和甲烷浓度,成功的获得了高质量均匀的(100)面金刚石薄膜.
关键词:
微波等离子体
,
衬底位置
,
沉积
,
薄膜
