3C-SiC因具有低的密度和熱膨脹系數(shù),高的熱導(dǎo)率和熔點,耐熱沖擊、腐蝕和氧化等優(yōu)異性能而成為一種非常有應(yīng)用前景的功能材料�；瘜W(xué)氣相沉積法(CVD)通常被用于制備SiC薄膜材料,但傳統(tǒng)CVD如熱壁式或冷壁式CVD(HWCVD/CWCVD)、低壓CVD(LPCVD)和等離子體CVD(PECVD)較低的沉積速率增加了制備SiC厚膜的成本。紅外激光CVD因具有高的沉積速率而被廣泛用于快速制備厚膜材料。在CVD沉積3C-SiC所用的多種前驅(qū)體中,鹵化物前驅(qū)體SiCl₄由于具有低的成本和高的沉積速率而受到人們青睞。因此本文結(jié)合紅外激光CVD和鹵化物前驅(qū)體SiCl₄的優(yōu)勢開發(fā)出鹵化物激光CVD(HLCVD)技術(shù)來快速制備3C-SiC厚膜。相對于晶粒尺寸較大的3C-SiC塊體材料,微晶3C-SiC具有更為優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)和光學(xué)性能。微晶3C-SiC薄膜通常由熱絲CVD、PECVD和光解CVD等方法在低溫下制備。由于這些方法的沉積速率較低,難以得到3C-SiC厚膜,從而限制了微晶3C-SiC的應(yīng)用。鹵化物紅外激光CVD可以快速制備3C-SiC厚膜,但隨著3C...

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 SiC概述
        1.2.1 SiC的研究進展
        1.2.2 SiC的晶體結(jié)構(gòu)與性能
        1.2.3 SiC多型體的生成溫度范圍
        1.2.4 SiC的應(yīng)用
    1.3 傳統(tǒng)CVD法制備SiC薄膜
        1.3.1 熱壁式和冷壁式CVD法制備SiC薄膜
        1.3.2 熱絲CVD法制備SiC薄膜
        1.3.3 低壓CVD法制備SiC薄膜
        1.3.4 等離子體增強CVD法制備SiC薄膜
    1.4 激光CVD法制備SiC薄膜
        1.4.1 激光的應(yīng)用
        1.4.2 激光CVD法的基本原理
        1.4.3 激光CVD法制備SiC薄膜的優(yōu)點
    1.5 沉積參數(shù)對CVD法制備SiC薄膜的影響
        1.5.1 沉積溫度對制備SiC薄膜的影響
        1.5.2 沉積壓力對制備SiC薄膜的影響
        1.5.3 原料碳硅比對制備SiC薄膜的影響
    1.6 本論文研究思路及技術(shù)路線
第2章 3C-SiC厚膜的制備與表征
    2.1 實驗的原料及其參數(shù)
        2.1.1 前驅(qū)體的選取
        2.1.2 基板的選取
        2.1.3 激光器的選取
    2.2 鹵化物激光CVD法設(shè)備
    2.3 3C-SiC厚膜沉積工藝條件、流程及技術(shù)路線
    2.4 3C-SiC厚膜的表征
        2.4.1 X射線衍射分析
        2.4.2 拉曼光譜分析
        2.4.3 顯微結(jié)構(gòu)分析
        2.4.4 密度和沉積速率測定
        2.4.5 硬度和透過率測定
        2.4.6 電阻率的測定
第3章 沉積參數(shù)對鹵化物激光CVD法制備3C-SiC厚膜的影響
    3.1 碳硅比(R_C/Si)對制備3C-SiC厚膜影響
        3.1.1 碳硅比(R_C/Si)對3C-SiC厚膜擇優(yōu)取向的影響
        3.1.2 碳硅比(R_C/Si)對3C-SiC厚膜形貌和物相組成的影響
        3.1.3 碳硅比(R_C/Si)對3C-SiC厚膜密度的影響
        3.1.4 碳硅比(R_C/Si)對3C-SiC厚膜硬度和沉積速率的影響
    3.2 沉積溫度和壓力對制備3C-SiC厚膜的影響
        3.2.1 沉積溫度和壓力對3C-SiC厚膜擇優(yōu)取向的影響
        3.2.2 沉積溫度和壓力對3C-SiC厚膜形貌的影響
        3.2.3 沉積溫度和壓力對3C-SiC厚膜沉積速率的影響
        3.2.4 Si前驅(qū)體分壓對3C-SiC厚膜沉積反應(yīng)活化能的影響
        3.2.5 沉積溫度和壓力對3C-SiC厚膜硬度的影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 鹵化物激光CVD法快速制備透明3C-SiC厚膜
    4.1 沉積壓力對透明3C-SiC厚膜透過率的影響
    4.2 沉積壓力對透明3C-SiC厚膜擇優(yōu)取向的影響
    4.3 沉積壓力對透明3C-SiC厚膜斷面形貌的影響
    4.4 沉積壓力對透明3C-SiC厚膜沉積速率的影響
    4.5 擇優(yōu)取向與面缺陷密度對3C-SiC厚膜透過率的影響機制
    4.6 沉積壓力對透明3C-SiC厚膜晶粒尺寸和硬度的影響
    4.7 本章小結(jié)
第5章 鹵化物紅外和紫外混合激光CVD法快速制備微晶3C-SiC厚膜
    5.1 紅外和紫外混合激光沉積對3C-SiC厚膜擇優(yōu)取向的影響
    5.2 紅外和紫外混合激光沉積對3C-SiC厚膜形貌的影響
    5.3 紅外和紫外混合激光沉積對3C-SiC厚膜晶粒尺寸的影響
    5.4 紅外和紫外混合激光沉積對3C-SiC厚膜硬度的影響
    5.5 紅外和紫外混合激光沉積對3C-SiC厚膜電阻率和沉積速率的影響
    5.6 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 本文創(chuàng)新點
    6.3 展望
致謝
參考文獻
附錄 博士期間發(fā)表的論文



本文編號：3873302