金剛石薄膜具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)性能,在高密度集成電路封裝材料、導(dǎo)彈雷達(dá)罩保護(hù)涂層、電化學(xué)電極及其他高新技術(shù)領(lǐng)域具有極佳的應(yīng)用前景。本研究在傳統(tǒng)微波等離子體化學(xué)氣相沉積（MPCVD）系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,引入了高斯分布的連續(xù)激光,組成激光-微波等離子體CVD（LMPCVD）裝置用于金剛石薄膜的制備,利用激光的光、熱效應(yīng)促進(jìn)前驅(qū)體反應(yīng)進(jìn)程,提高CVD金剛石薄膜質(zhì)量。分別采用MPCVD、LMPCVD法,以Si（100）晶片為基板,在CH₄-H₂氣體系統(tǒng)中制備金剛石薄膜,探究甲烷濃度（η_c）、微波功率(p_mw)及激光功率密度（E）對金剛石薄膜生長的影響。最后,通過對比兩種方法的實驗結(jié)果,探究了激光的引入對金剛石薄膜生長的影響機(jī)制。在MPCVD系統(tǒng)中探究η_c和p_mw對金剛石薄膜生長的影響。隨η_c的升高,金剛石相的含量降低,結(jié)晶性變差,薄膜殘余應(yīng)力的性質(zhì)由壓應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚?yīng)力。η_c=1.5%,p_mw

【文章來源】： 徐甜甜 武漢理工大學(xué)

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

金剛石晶Fig.1-1Thecrystals

9離子體工藝低得多的氣體溫度下工作，產(chǎn)生的原子氫較少，因此，與等離子體方法相比，HFCVD法制備的金剛石薄膜沉積速率較低，薄膜質(zhì)量也較差。盡管存在這些缺點，熱絲輔助沉積仍然很受歡迎，而且是目前較成熟的工業(yè)化生產(chǎn)金剛石膜的工藝，這是因為HFCVD設(shè)備成本低且裝置簡單。此外，熱絲反應(yīng)器可直接擴(kuò)展到大尺寸，并可用于涂覆復(fù)雜的形狀和內(nèi)表面[43]。美國sp3公司研制開發(fā)了一種雙腔體HFCVD沉積設(shè)備，沉積面積可達(dá)1980cm2。德國夫瑯禾費表面工程和薄膜研究所開發(fā)了新型的HFCVD設(shè)備用于大面積沉積金剛石膜，最大沉積面積可達(dá)50cm×60cm。NeoCoat公司也研制開發(fā)了一種HFCVD設(shè)備，設(shè)備最大功率可達(dá)120kW，沉積面積達(dá)40cm×118cm[27]。圖1-2用于金剛石薄膜生長的CVD技術(shù)總結(jié)[42]Fig.1-2SummaryofCVDtechniquesfordiamondfilmgrowth

10郎圖1-3熱絲化學(xué)氣相沉積裝置簡圖Fig.1-3SchematicdiagramofHFCVD圖1-4MPCVD裝置簡圖Fig.1-4SchematicdiagramofMPCVD

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2991486