微波等离子体化学气相沉积金刚石膜PDF电子书下载

第1章 金刚石的结构与主要性质 1

1．1 碳的原子结构和金刚石的能带结构 1

1．1．1 碳的原子结构 1

1．1．2 金刚石的能带结构 6

1．2 金刚石的晶体形态和分类 7

1．3 金刚石的化学组成 11

1．4 金刚石的化学性质 14

1．5 金刚石的物理性质、解理与硬度 15

第2章 化学气相觉积金刚石膜的机理和表征 22

2．1 金刚石膜制备的发展概况 22

2．2 低压化学气相沉积金刚石膜的一般条件 33

2．3 低压化学气相沉积金刚石膜的生长机理和模型 34

2．3．1 金刚石形核 34

2．3．2 亚稳态生长 35

2．3．3 金刚石的生长模型 36

2．4 CVD系统中等离子的性质 37

2．5 CVD金刚石膜的反应路径和相图 41

2．6 金刚石膜的常用表征方法 45

2．6．1 金刚石薄膜结构的表征方法 45

2．6．2 薄膜成分的表征方法 53

第3章 微波等离子体CVD系统与微波场型设计 61

3．1 系统的组成及工作原理 61

3．2 高稳定度微波源 64

3．3 微波反应腔场型设计与模式转换器的工作原理 66

3．3．1 微波反应腔场型设计 66

3．3．2 微波模式转换器的工作原理 68

3．3．3 TE11模式的产生与抑制 71

3．4 光纤光谱仪联机检测 72

3．4．1 实验装置基本组成 73

3．4．2 测量原理 74

第4章 基片加热材料的温度场型及建模 77

4．1 微波等离子体区的均匀填充模型 79

4．2 微波等离子体区的非均匀填充模型 83

4．3 均匀介质基片加热材料加热区的温度场模型 89

4．4 介质材料温度场的摄动模型 93

4．5 基片加热材料的设计与优化 97

4．6 优化后的基片加热材料中的温度场分析 107

4．7 数值计算与仿真程序 110

第5章 谐振腔式MPCVD金刚石膜的制备 118

5．1 MPCVD金刚石膜的工艺优化 119

5．1．1 基片表面处理的作用 119

5．1．2 气源系统的影响 123

5．1．3 沉积气压的影响 125

5．1．4 基片位置的影响 126

5．2 高取向（100）金刚石膜的制备 129

5．2．1 三种单晶金刚石的形貌及相互转化 129

5．2．2 气相反应基团的光纤光谱在线检测 131

5．2．3 高取向100）金刚石膜的制备 133

5．3 透明金刚石膜的制备 145

5．3．1 透明金刚石膜的光学性质估算 146

5．3．2 透明金刚石膜的制备 148

第6章 金刚石薄膜应用的关键问题与展望 153

6．1 当前金刚石膜产业化中要解决的重要技术 154

6．1．1 高速大面积的金刚石膜沉积工艺技术 154

6．1．2 控制金刚石膜的晶界密度和缺陷密度 155

6．1．3 金刚石膜中的N型掺杂 155

6．1．4 控制金刚石膜的成核和生长过程 155

6．1．5 金刚石膜的低温生长 156

6．1．6 与应用密切相关的技术 156

6．2 展望 160

附录A1 式（4-11）的推导 162

附录A2 式（4-44）的推导 168

附录A3 参数摄动技术简介 172

主要参考文献 183