金刚石的形核及选择性生长
文献类型：学位论文
| 作者 | 贺周同 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008-06-05 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 上海应用物理研究所 |
| 导师 | 巩金龙 |
| 关键词 | 金刚石膜 热丝化学气相沉积(HFCVD) 成核密度 选择性生长 |
| 其他题名 | Diamond Nucleation and Selective Area Growth |
| 中文摘要 | 由于金刚石优异的性能，它在信息、生物、航空、新能源等各方面都很有应用前景。化学气相沉积金刚石能够实现大面积，高质量，低成本。这种方法自从被发明后，就一直是研究人员研究的重点。经过这么多年的研究，金刚石的应用已经取得了很大的成功，特别是在作为切割工具表面处理的一种方法已经得到了广泛应用。但是，金刚石还有许多潜在用途还有待研究人员前赴后继，断续为之努力。一方面，金刚石的成核与生长技术经过这么多年的努力，已经发展出来了许多生长的方法，在理论上也提出来许多模型。但是，实验上离生长金刚石膜的最终理想—单晶金刚石膜还有一定距离，理论上也还有很多有待解决的问题。另一方面，目前，虽然采用干法刻蚀的金刚石图形化技术已取得了一些进展。但是金刚石本身的特点决定了，采用刻蚀的方法实现其图形化，必然会遇见诸如高成本，应用领域受限等问题。而选择性生长作为一种实现金刚石膜图形化的技术不用复杂的设备以及高昂的成本，极有可能在某些领域发挥其用处。 本文采用热丝CVD的方法沉积了金刚石膜，初步研究了金刚石的成核与生长过程，并研究了偏压，反应气氛等参数对金刚石生长的影响。在了解了金刚石膜在热丝CVD的成核与生长机理后，研究了硅片表面、研磨过的硅片表面、研磨后再用针尖划的硅片表面的成核密度。进一步研究了，缺陷控制的金刚石膜选择性生长。本文还研究了硅片表面碳膜对金刚石成核密度的影响，并利用厚碳膜阻止金刚石形核，实现了高选择性的金刚石选择性生长。 实验结果表明：在HFCVD沉积金刚石时，用金刚石粉悬浊液预处理硅衬底，对金刚石的形核有很大程度地提高；金刚石的生长过程经历了形核阶段，过渡生长阶段以及柱状生长阶段；在＋150 V偏下的条件下，可以得到非常明显的(100)取向的金刚石膜；气压和甲烷浓度对金刚石膜的质量有较大影响，在3％的甲烷浓度下，30 torr的气压下才可以生长出晶面明显的金刚石，而当甲烷浓度为2％时，只要10 torr的气压下便可以生长出有较好晶面的金刚石膜；把金刚石膜取出真空室后再在上面沉积金刚石膜会导致金刚石表面再形核。 控制缺陷的种类可以控制金刚石的形核密度，用金刚石悬浊液处理过的硅衬底，如果用针尖划其表面，会导致被划的区域成核密度很大程度地降低。厚碳膜可以在一定条件下阻止金刚石的形核，用它可以实现金刚石膜的选择性生长。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 70 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7281]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 贺周同. 金刚石的形核及选择性生长[D]. 上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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