基于MPCVD的金刚石纳米结构阵列制备工艺研究

发布时间：2024-02-07 01:54

　　金刚石纳米结构阵列因同时具有金刚石的特殊物理化学性能及微纳尺度下的低维效应而受到越来越多的关注,其应用深入微电子,机械,电化学,仿生科技等领域,具有广阔的应用前景。本文开展了金刚石纳米结构阵列的制备研究,在微波等离子体化学气相沉积(Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition,MPCVD)装置下分别在硅基底和钛基底上沉积出纳米金刚石(Nano-crystalline diamond,NCD)薄膜,后进行反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching,RIE)制备纳米结构,研究工艺参数对薄膜表面纳米结构的影响。本文完成的主要工作及取得的成果如下:1.采用SRIM软件模拟氩离子轰击金刚石薄膜后碳原子溅射率变化,发现随着氩离子能量增加,入射范围加深,级联碰撞更频繁,导致碳原子溅射率升高,且氩离子能量达到250 eV时碳原子溅射率达到最高,而入射角增加碳原子溅射率也增加,当入射角约70⁷5°时碳原子的溅射率最高,继续增大入射角离子溅射深度显著下降,碳原子溅射率减少。2.运用MPCVD技术分别在硅基底与钛基底上沉积NCD薄膜,...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1金刚石晶胞结构示意图

图1.1金刚石晶胞结构示意图金刚石的特性与其他常用材料的比较及应金石CVD金刚石其他材料152.8~3.5Si:2.3330.2~0.4——070~100cBN:50;SiC:40~0.1——Teflon:0.05;Dylyn:0.01~0.0500....

图1.2HFCVD原理图

1.2.2金刚石薄膜的制备方法金刚石薄膜通常采用化学气相沉积（ChemicalVaporDeposition，CVD）的方法来制备，要工作原理是在一定体积的腔体中通入可电离的气体（Ar和H2），然后利用微波、射频或热等方式，将后续通入其中的碳源气体（CH4，C2H6等）离化....

图1.3DCPJ-CVD示意图

1.2.2金刚石薄膜的制备方法金刚石薄膜通常采用化学气相沉积（ChemicalVaporDeposition，CVD）的方法来制备，要工作原理是在一定体积的腔体中通入可电离的气体（Ar和H2），然后利用微波、射频或热等方式，将后续通入其中的碳源气体（CH4，C2H6等）离化....

图1.4燃烧火焰CVD装置示意图

基于MPCVD的金刚石纳米结构阵列制备工艺研究式聚乙炔特征峰及其伴峰信号增强，等离子体光谱分析表明C2是生长NCD膜的主要活性基团。3.燃烧火焰CVD法燃烧火焰CVD法工作原理是将碳氢化合物(如C2H2)与O2充分混合后燃烧，获得具有活性碳基团的等离子体，....

本文编号：3896562