实验一CVD金刚石膜生长与扫描电子显微镜观察

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CVD 金刚石膜生长与扫描电子显微镜观察 Growthandscanningelectronmicroscopeobservations ofCVDdiamondfilms 00004037 物理学院物理系贾宏博 00004038 同组：孙笑晨 2003-02-26 1 实验目的 1.1CVDHF-CVD 了解低压化学气相沉积（）金刚石膜的基本原理与方法并用装置制备金 刚石膜。 1.2 熟悉扫描电子显微镜的使用并掌握扫描电镜照相技术 2 实验原理 2.1CVD 金刚石膜发展历史、现状及应用前景简介 金刚石优异的电、光、热、声、机械等性能及其高化学稳定性的特点，引起人们广泛的 50 兴趣。由于天然金刚石十分昂贵，它的工业应用成为人们可望而不可及的梦想。年代初， 美国通用电气公司成功发明了高温高压人工合成金刚石的技术。尽管合成的金刚石是小颗粒 状的，但在制备人造金刚石工具，开发其在机械工业中的应用起了很大作用。 [1] 1962W.G.EversoleCVD 年，等首先发明了低压方法制备金刚石膜。但是生长速率 ~1nm/h1982 很慢（）且必须使用金刚石砂作衬底，因此实用价值不大。年，日本人 Matsumoto 等取得了技术上的突破性进展，也就是本实验中使用的热丝法化学气相沉积 [2] HF-CVD （）。此后科技人员不断研究和发展各种新的技术，建立了包括热丝、微波等离 RF-plasmaDC-arcdischargelaserablation 子体（）、直流电弧放电（）、激光溅射（）、火 flamejetDC-plasmajet 焰喷射（）、直流等离子体喷射（）等方法并已日趋成熟。此外，人 们对膜的形核和生长机理也进行了研究。这些研究往往和开发金刚石膜的应用联系在一起。 为开发金刚石膜在高温半导体器件中的应用，异质外延金刚石单晶膜成为研究热点。在立方 [3-4] c-BNβ-SiCSi 氮化硼（）、以及衬底上小面积异质外延金刚石膜已获成功。又如，为开 发金刚石在机械加工中的应用，硬质合金表面原位生长金刚石膜也在广泛研究中。 CVD 目前金刚石膜的研究已步入应用，但仍存在不尽人意之处，例如人们十分关注如 何高质量、高速度、大面积沉积金刚石膜，以降低产品的成本；如何开发金刚石膜在电、光、 热、声学等非力学领域的应用；如何理解生长机制和理论模型等，都是人们十分关注的科学