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系统压强对微波等离子体化学气相沉积金刚石成核的影响

王志明 , 夏义本 , 杨莹 , 方志军 , 王林军 , 居建华 , 张伟丽 , 范轶敏

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.026

为了在氧化铝上制备(100)定向织构的金刚石薄膜，必须先提高金刚石的成核密度。在微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）系统中，采用低压成核的方法，在氧化铝陶瓷上沉积出高成核密度的金刚石薄膜。扫描电镜显示其成核密度可达108cm－2。在此基础上，沉积出（100）织构的金刚石薄膜。

关键词: MPCVD , 金刚石膜 , 氧化铝 , 气体压力 , 成核密度

掺氮类金刚石薄膜激光退火的Raman光谱研究

居建华 , 夏义本 , 张伟丽 , 王林军 , 史伟民 , 黄志明 , 李志锋 , 郑国珍 , 汤定元

功能材料

采用功率密度分别为300、750和1500W/mm2的氩离子激光器,对由射频等离子化学气相沉积(RF-CVD)法制备的掺氮类金刚石薄膜进行了激光退火处理.并用傅立叶红外吸收光谱和显微Raman等手段,对所得样品进行了研究.结果表明:C-N键比C-H键更为稳定,一方面氮原子的引入制约了C-H键的生成,在激光退火中减少了因C-H键分解而引起薄膜的石墨化;另一方面生成的C-N键不易受热分解;因此随着氮含量的增加,薄膜中C-N成分增加,从而提高了类金刚石薄膜的热稳定性.

关键词: 类金刚石薄膜 , 激光退火 , 拉曼光谱 , 热稳定性

掺氮类金刚石薄膜激光退火的Raman光谱分析

居建华 , 夏义本 , 张伟丽 , 王林军 , 史伟民 , 黄志明 , 李志锋 , 郑国珍 , 汤定元

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.010

采用显微拉曼光谱研究了掺氮的类金刚石薄膜,该薄膜分别经过能量密度为300,750和 1500W/mm2氩离子激光的退火处理。分析结果表明氮原子在类金刚石薄膜中形成了C－N键制约了C－H键的形成。由于C－N键的键能比C－H键的键能大得多，因此在激光退火过程中C－N 键不易分解。所以随着氮含量的增加，类金刚石薄膜的激光退火后石墨化程度明显降低，具有比较好的热稳定性。而非掺氮的类金刚石薄膜由于C－H键含量比较高，因此激光退火后容易石墨化。

关键词: 类金刚石薄膜 , 激光退火 , 拉曼光谱 , 热稳定性

金刚石薄膜在氧化铝陶瓷上低压成核

王志明 , 夏义本 , 杨莹 , 方志军 , 王林军 , 居建华 , 范轶敏 , 张伟丽

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2002.04.020

在微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统中,用低压成核方法,在氧化铝陶瓷基片上获得了高成核密度的金刚石薄膜.实验表明,金刚石成核密度随系统压强减小而提高.在此基础上,提出一种MPCVD系统中金刚石成核的动力学模型,并指出对应于最高成核密度有一临界压强存在.

关键词: 金刚石薄膜 , MPCVD , 氧化铝陶瓷 , 系统压强 , 成核

金刚石膜在多孔硅发光中的应用

王林军 , 夏义本 , 范轶敏 , 居建华 , 方志军 , 张伟丽 , 史伟民

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.011

采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法成功地在多孔硅上沉积出均匀、致密的金刚石膜。光致发光测量表明，金刚石膜可以有效稳定多孔硅的发光波长和发光强度，具有明显的钝化效应。金刚石膜的这个特点再加上高硬度特性使金刚石膜成为多孔硅的一种潜在的钝化膜。

关键词: 多孔硅 , 钝化 , 光致发光 , 金刚石膜 , MPCVD

氢和硼离子轰击可消除(001)面多晶金刚石膜的空位缺陷

夏义本 , 史伟民 , 王林军 , 居建华 , 八百隆文

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.001

在微波等离子体化学气相沉积金刚石膜时，采用负偏压使氢和硼离子轰击金刚石膜表面。发现单纯的氢离子的轰击会导致表面刻蚀，可使(001)面颗粒尺寸增大。用扫描电镜（SEM）和阴极发射光谱（CL）分析了硼离子掺杂后[001]取向的金刚石膜表面，发现CL中A峰消失，表明薄膜中位错密度降低。首次发现CL谱中741.5nm峰和575nm到625nm宽峰明显下降，表明在金刚石膜中,中性空位和氮空位缺陷基本消失,利用小原子穿透理论解释了这个现象。

关键词: 穿透效应 , 轰击 , 阴极发光

陶瓷氧化铝－金刚石薄膜复合材料的研究

黄晓琴 , 夏义本 , 莫要武 , 王瑜 , 居建华 , 王鸿

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.020

以有机高分子化合物酒精和氢气为反应气体，用热丝CVD法在Al2O3陶瓷基片上沉积出金刚石薄膜,用拉曼光谱，X射线衍射等方法进行了表征。探索了碳源浓度、热丝温度、基片温度和预处理工艺对金刚石薄膜结构和性能的影响，并且得到了最佳的工艺条件。探讨了金刚石在 Al2O3衬底上的成核和生长机理。

关键词: 金刚石薄膜 , 热丝CVD , 拉曼光谱 , X射线衍射

偏压对MPCVD金刚石薄膜织构生长的影响

戴雯琦 , 居建华 , 许俊芬 , 夏义本

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2000.02.023

通过偏压微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD) 成功地在Si(100)上生长出具有[100]织构的金刚石薄膜.阐述了实验过程,讨论了偏压对 [100]织构金刚石薄膜成核与生长条件的影响,偏压有助于成核密度的提高和有利于[100 ]织构生长.采用SEM、Raman光谱等对所得样品进行了表征.

关键词: 金刚石薄膜 , MPCVD , 偏压 , 织构生长

采用MPCVD法在硅衬底上选择性生长金刚石膜

史伟民 , 王林军 , 张文广 , 居建华 , 夏义本

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.023

采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法在附有SiO2掩摸的硅衬底上选择性沉积出了金刚石膜。采用扫描电子显微镜（SEM）和Raman光谱仪对金刚石膜的表面形貌和结构进行了表征,并讨论了衬底温度对金刚石薄膜选择性沉积的影响，得出了较佳的沉积条件。

关键词: 金刚石膜 , 选择性生长 , MPCVD

氧化铝陶瓷衬底上金刚石[100]织构生长的氦增强刻蚀

方志军 , 夏义本 , 居建华 , 王林军 , 张伟丽 , 王志明

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.009

用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）在氧化铝陶瓷衬底上成功地制备出具有[100] 织构的金刚石薄膜，并对该薄膜进行了X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和Raman光谱分析。由于氦原子具有高的电离能，因此本工作在反应气氛中引入了少量的氦，以提高氢等离子体的刻蚀效率。实验结果表明，少量氦气的引入促进了等离子体对非（100）面的选择性刻蚀，从而也有利于金刚石薄膜的[100]织构生长。

关键词: MPCVD , 氧化铝衬底 , [100]－织构 , 氦增强刻蚀

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