国家自然科学基金(11175137A050610)
- 作品数：4 被引量：21H指数：3
- 相关作者：汪建华孙祁翁俊罗曼陈辉更多>>
- 相关机构：武汉工程大学中国科学院等离子体物理研究所湖北省等离子体化学与新材料重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术动力工程及工程热物理金属学及工艺更多>>
- MPCVD快速制备(100)面金刚石薄膜被引量：13
- 2013年
- 利用实验室自主研发的10 kW微波等离子体装置,在直径为75 mm的(100)硅片上快速沉积高质量(100)面金刚石薄膜。实验中,甲烷浓度由1%提高至5%,金刚石薄膜的沉积速率由1μm/h增至8.2μm/h。随着金刚石薄膜生长速率的增加,薄膜质量下降,晶型杂乱,非金刚石相含量增加。在气源中加入氧气以提高高速生长下金刚石薄膜的质量。不同氧气浓度对金刚石薄膜的半高宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)有较大影响:氧气浓度为0.1%～0.5%时,金刚石薄膜的FWHM随着氧气浓度的增加而减小;0.6%～1.2%时,薄膜FWHM值随着氧气浓度的增加而增大;浓度大于1.2%时,FWHM值保持不变。在H2流量为300 cm3/min,CH4浓度为5%,O2浓度为0.5%的条件下,制备出了(100)面完整,晶型完整,有台阶生长状的金刚石薄膜。
- 孙祁汪建华翁俊罗曼
- 关键词：微波等离子体金刚石薄膜甲烷氧气
- 形核密度对金刚石薄膜表面形貌及其质量的影响被引量：7
- 2013年
- 在2 kW微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置中,采用CH4和H2作气源,在最佳生长工艺参数条件下,可重复制备出高质量的金刚石薄膜。金刚石薄膜晶粒表面平滑,无二次形核,晶粒取向单一,薄膜致密性好,而且金刚石拉曼峰的半高宽(FWHM)为7.5 cm-1左右,接近异质外延CVD金刚石膜中FWHM的最小值。在研究中用硅片做基底,分别在不同形核密度条件下进行金刚石薄膜的生长,从而进行形核密度对金刚石薄膜质量,晶粒取向以及薄膜表面形貌影响的研究。研究结果表明在合适的生长条件下,形核密度对金刚石薄膜的表面形貌影响较小,但对其质量有一定的影响。
- 罗曼汪建华翁俊孙祁
- 关键词：MPCVD表面形貌
- 衬底位置对制备(100)面金刚石薄膜的影响被引量：3
- 2013年
- 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。
- 张玮满卫东林晓棋游志恒吕继磊江南
- 关键词：微波等离子体
- 微波功率对(100)晶面取向金刚石薄膜制备的影响被引量：3
- 2013年
- 以H2和CH4的混合气体为气源,使用实验室自制10 kW新型装置,采用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)在Si(100)基体上沉积金刚石薄膜,然后采用扫描电镜(SEM)、Raman光谱以及XRD光谱,以得到表面形貌、样品质量和晶面取向等信息,由此获得微波功率对金刚石薄膜取向的影响。结果表明,微波功率对金刚石膜的质量、表面形貌和晶面取向都有明显地影响,随着微波功率升高,金刚石薄膜的形貌变得规则,薄膜中Isp3/Isp2由1.52提高到6.58,其沉积晶面的I(100)/I(111)由0.38提高到3.93。当微波功率为4 900 W时,所得沉积样品晶面以(100)为主,形貌规则,纯度很高。
- 陈辉汪建华翁俊孙祁
- 关键词：微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜微波功率
