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Si3N4工程陶瓷基底金刚石涂层生长规律及性能
1
作者 吴玉厚 杨淯淼 +4 位作者 闫广宇 王贺 刘鲁生 白旭 张慧森 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期179-191,共13页
为了避免氮化硅材料因产生裂纹或延伸破裂等造成的失效,利用热丝化学气相沉积法(Hot filament chemical vapor deposition,HFCVD)在氮化硅基底上沉积具有高硬度的金刚石涂层,采用单因素影响试验,分别探究碳源浓度、腔室压力、基底温度... 为了避免氮化硅材料因产生裂纹或延伸破裂等造成的失效,利用热丝化学气相沉积法(Hot filament chemical vapor deposition,HFCVD)在氮化硅基底上沉积具有高硬度的金刚石涂层,采用单因素影响试验,分别探究碳源浓度、腔室压力、基底温度对金刚石成膜过程的影响机制,探究微米和纳米金刚石涂层的最优生长工艺参数。利用拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对不同参数制备出的金刚石的形核、表面形貌、薄膜质量、表面粗糙度等进行表征,利用洛氏硬度计分析膜基结合力。结果表明,腔室压力越大,活性物质到达基底的动能越小,不利于金刚石的成核和生长。生长速率和表面粗糙度主要受甲烷浓度的影响:甲烷浓度从1%到7%,生长速率从0.84μm/h上升到1.32μm/h;表面粗糙度Ra从53.4 nm降低到23.5 nm;甲烷浓度过高导致涂层脱落严重,膜基结合力变差;晶面形貌和金刚石含量受到基底温度的影响较为明显,随着温度升高,金刚石质量提高。综合基底温度、腔室压力对金刚石涂层的影响,确定最佳生长温度为900℃,气压为1 kPa。调节甲烷浓度1%为微米金刚石;甲烷浓度5%为纳米金刚石。研究方法可以优化在陶瓷基底上制备具有优异性能的金刚石薄膜的制备参数。 展开更多
关键词 金刚石涂层 氮化硅 热丝化学气相沉积法(hfcvd)
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采用热丝化学气相沉积法制备SiCN薄膜的研究
2
作者 赵武 屈亚东 +2 位作者 张志勇 贠江妮 樊玎玎 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期156-160,共5页
采用热丝化学气相沉积(HFCVD)系统,在单晶Si衬底上制备SiCN薄膜。所采用的源气体为高纯的SiH4,CH4和N2。用原子力显微镜(AFM)、X线衍射谱(XRD)和X线光电子能谱(XPS)对样品进行表征与分析。研究结果表明:SiCN薄膜表面由许多粒径不均匀、... 采用热丝化学气相沉积(HFCVD)系统,在单晶Si衬底上制备SiCN薄膜。所采用的源气体为高纯的SiH4,CH4和N2。用原子力显微镜(AFM)、X线衍射谱(XRD)和X线光电子能谱(XPS)对样品进行表征与分析。研究结果表明:SiCN薄膜表面由许多粒径不均匀、聚集紧密的SiCN颗粒组成;薄膜虽然已经晶化,但晶化并不充分,存在着微晶和非晶成分,通过Jade软件拟合计算出薄膜的结晶度为48.72%;SiCN薄膜不是SiC和Si3N4的简单混合,薄膜中Si,C和N这3种元素之间存在多种结合态,主要的化学结合状态为Si—N,Si—N—C,C—N,N=C和N—Si—C键,但是,没有观察到Si—C键,说明所制备的薄膜形成了复杂的网络结构。 展开更多
关键词 SiCN薄膜 热丝化学气相沉积法(hfcvd) 原子力显微镜(AFM) X线衍射谱(XRD) X线光电子能谱(XPS)
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热丝化学气相沉积系统的小型化研究与开发 被引量：3
3
作者 曾荡 左敦稳 +2 位作者 王鸿祥 卢文壮 徐锋 《苏州大学学报（工科版）》 CAS 2006年第4期11-13,共3页
对热丝化学气相沉积(HFCVD)系统的小型化技术进行了研究,分析了小型化设计中存在的一些关键问题,设计了可以实现衬底工作台摆动的机构,不仅可以保证衬底温度场均匀,而且结构简单、降低了制造成本。所设计的小型金刚石膜沉积系统可以满... 对热丝化学气相沉积(HFCVD)系统的小型化技术进行了研究,分析了小型化设计中存在的一些关键问题,设计了可以实现衬底工作台摆动的机构,不仅可以保证衬底温度场均匀,而且结构简单、降低了制造成本。所设计的小型金刚石膜沉积系统可以满足金刚石膜微细制造的需要。 展开更多
关键词 热丝化学气相沉积(hfcvd) 小型化 微细制造 摆动运动
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硼掺杂浓度对金刚石薄膜电极的影响
4
作者 郭倩 檀柏梅 +2 位作者 高宝红 甄加丽 赵云鹤 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2013年第11期731-734,共4页
金刚石由于其独特的物理和化学性质,使其成为电极材料的首选。通过热丝化学气相沉积(HFCVD)技术,在钽片上制备了p型掺硼金刚石(BDD)薄膜电极。通过掺入硼元素在金刚石带隙间引入杂质能级,改变了电极的电学特性,同时硼替位碳原子改变了... 金刚石由于其独特的物理和化学性质,使其成为电极材料的首选。通过热丝化学气相沉积(HFCVD)技术,在钽片上制备了p型掺硼金刚石(BDD)薄膜电极。通过掺入硼元素在金刚石带隙间引入杂质能级,改变了电极的电学特性,同时硼替位碳原子改变了金刚石的结构。通过原子力显微镜(AFM)和循环伏安法(CV)分析讨论了硼掺杂浓度对BDD电极的表面形貌和电化学特性的影响。结果表明,优化硼掺杂浓度可以使薄膜有好的致密性和稳定的电化学性质。硼掺杂浓度优化后制备的BDD电极电化学窗口可达3.8 V。 展开更多
关键词 掺硼金刚石(BDD)薄膜电极 电化学窗口 热丝化学气相沉积(hfcvd) 循环伏安法(CV) 硼掺杂
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氢气流量对金刚石薄膜制备的影响
5
作者 石双振 杨瑞霞 康强 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2014年第10期679-683,共5页
在不同氢气流量下,以丙酮为碳源,采用热丝法化学气相沉积在p型（111）单晶硅衬底上制备了金刚石薄膜。用金相显微镜、X射线衍射以及原子力显微镜对金刚石薄膜表面形貌以及质量进行了表征,结果表明：在氢气流量为150~200 mL/min时,金刚... 在不同氢气流量下,以丙酮为碳源,采用热丝法化学气相沉积在p型（111）单晶硅衬底上制备了金刚石薄膜。用金相显微镜、X射线衍射以及原子力显微镜对金刚石薄膜表面形貌以及质量进行了表征,结果表明：在氢气流量为150~200 mL/min时,金刚石薄膜择优（111）晶面生长,且金刚石颗粒逐渐变大,分布逐渐不均匀,在氢气流量为200 mL/min时,甚至出现二次形核。在氢气流量为200~250 mL/min时,金刚石薄膜择优（100）晶面生长,金刚石颗粒逐渐变小,分布逐渐均匀。 展开更多
关键词 金刚石薄膜 热丝法化学气相沉积(hfcvd) 表面形貌 颗粒尺寸 择优生长
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两步生长法制备大面积HFCVD金刚石薄膜
6
作者 A. Amorim P. A. P. Nascente V.J. Trava-Airoldi 《工业金刚石》 2009年第3期1-4,共4页
本文报道了一种利用两步热丝化学气相沉积法来提高金刚石薄膜质量的方法，在Si（100）基体上获得了面积45cm^2、厚度60μm的金刚石薄膜。第一步是在HFCVD反应室生长CVD金刚石薄膜，第二步是利用H2SO4：CrO3的饱和溶液对样品进行处理，再... 本文报道了一种利用两步热丝化学气相沉积法来提高金刚石薄膜质量的方法，在Si（100）基体上获得了面积45cm^2、厚度60μm的金刚石薄膜。第一步是在HFCVD反应室生长CVD金刚石薄膜，第二步是利用H2SO4：CrO3的饱和溶液对样品进行处理，再用H2O2：NH4OH（1：1）溶液冲洗干净，处理之后再沉积第二层金刚石薄膜。利用SEM、拉曼光谱、XPS分析金刚石薄膜。结果表明，薄膜厚度达60μm，纯度很高，并且在整个面积上是均匀的。 展开更多
关键词 热丝化学气相沉积(hfcvd) 金刚石 两步生长法 大面积
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等离子平板显示中冷阴极纳米金刚石膜的制备(英文)
7
作者 祝雪丰 王林军 +4 位作者 胡广 刘建敏 黄建 徐金勇 夏义本 《电子器件》 CAS 2008年第1期72-76,共5页
讨论大面积4cm×4cm纳米金刚石膜制备工艺.采用电子辅助-热丝化学气相沉积法(EA-HFCVD)在硅片上沉积纳米金刚石膜.生长过程中,预先加6安培偏流生长1小时,然后在0.8千帕条件下,无偏流生长3小时.原子力镜表征晶粒尺寸为30纳米.样品上... 讨论大面积4cm×4cm纳米金刚石膜制备工艺.采用电子辅助-热丝化学气相沉积法(EA-HFCVD)在硅片上沉积纳米金刚石膜.生长过程中,预先加6安培偏流生长1小时,然后在0.8千帕条件下,无偏流生长3小时.原子力镜表征晶粒尺寸为30纳米.样品上任意三点采用原子力镜表征,表现出良好均匀性.采用偏振光椭圆率测量仪和分光计分别表征样品的折射率和透射率.红外波段透过率超过50%.金刚石膜表面分别进行氢化和氧化处理.通过表征,氢化处理后膜比氧化处理后膜对应的γ值大,约为0.45 . 展开更多
关键词 纳米金刚石膜 高γ 透过率 电子辅助-热丝化学气相沉积法(EA-hfcvd)
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