热丝法合成金刚石膜

第1章金刚石薄膜的性质1

1.1金刚石的晶体结构1

1.2金刚石的物理化学性能2

1.2.1金刚石的力学性能2

1.2.2金刚石的热学性能3

1.2.3金刚石的光学性能3

1.2.4金刚石的电学性能3

1.2.5金刚石的声学性能5

1.2.6金刚石的化学性能5

1.3金刚石薄膜的CVD制备方法5

1.3.1热丝CVD法5

1.3.2微波等离子体CVD法6

1.3.3直流等离子体喷射CVD法6

1.3.4燃烧火焰CVD法7

1.4金刚石的应用7

1.4.1金刚石在机械领域的应用7

1.4.2金刚石在热沉领域的应用8

1.4.3金刚石在光学领域的应用9

1.4.4金刚石在半导体领域的应用10

1.4.5金刚石在声学领域的应用12

1.4.6金刚石在其他领域的应用13

参考文献13



第2章金刚石薄膜的沉积原理16

2.1CVD法制备金刚石膜的原理16

2.1.1CVD金刚石膜的制备方法16

2.1.2CVD金刚石膜的生长原理17

2.1.3CVD金刚石膜生长过程中原子H的作用19

2.2热丝CVD装置及金刚石膜检测方法20

2.2.1热丝CVD装置及其工作原理20

2.2.2金刚石膜的检测方法21

2.3热丝CVD法制备金刚石膜的前置条件23

2.3.1热丝的选择与处理23

2.3.2碳源的选择与影响24

2.3.3基体材料的选择25

2.4热丝CVD法制备金刚石膜的形核26

2.4.1负偏压增强形核26

2.4.2过渡层增强形核31

2.4.3基体表面预处理增强形核42

2.5热丝CVD法制备金刚石膜的生长及其影响因素45

2.5.1热丝与基体之间的间距对金刚石膜生长的影响45

2.5.2基体温度对金刚石膜生长的影响47

2.5.3反应气压对金刚石膜生长的影响50

2.5.4碳源浓度对金刚石膜生长的影响51

2.5.5辅助气体对金刚石膜生长的影响53

2.5.6生长过程中掺杂对金刚石膜生长的影响58

参考文献60



第3章化学气相沉积金刚石等离子体诊断62

3.1气相化学诊断方法62

3.1.1探针诊断法62

3.1.2波干涉诊断法63

3.1.3质谱诊断法63

3.1.4光谱诊断法63

3.2Ar/H2/CH3COCH3生长体系的气相化学65

3.2.1Ar/H2/CH3COCH3生长体系的典型发射光谱65

3.2.2氩气含量对Ar/H2/CH3COCH3生长体系气相化学的影响67

3.2.3碳源浓度对Ar/H2/CH3COCH3生长体系的影响70

3.2.4Ar/H2/CH4生长体系的空间分布73

3.3Ar/H2/CH4生长体系的气相化学80

参考文献81



第4章热丝CVD法在刀具和硬质合金钻头上制备金刚石膜83

4.1热丝CVD法在刀具上制备金刚石膜83

4.1.1CVD金刚石膜刀具的研究现状83

4.1.2三步酸蚀硬质合金刀具基体的研究85

4.1.3含氧等离子体处理硬质合金刀具基体的研究90

4.1.4热丝CVD沉积工艺对金刚石膜性能的影响96

4.2热丝CVD法在硬质合金钻头上制备金刚石膜101

4.2.1硬质合金微型钻头上沉积金刚石膜101

4.2.2硬质合金普通钻头上沉积金刚石膜104

4.2.3电路板上钻孔测试105

参考文献106