单晶cvd金刚石生长环境中等离子体特性研究

《单晶cvd金刚石生长环境中等离子体特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、单晶CVD金刚石生长环境中等离子体特性的研究闫占奇北京科技大学密级：_____________公开论文题目：单晶CVD金刚石生长环境中等离子体特性的研究学号：_________________________s20090897作者：_________________________闫占奇专业名称：_________________________材料科学与工程2011年12月19日单晶CVD金刚石生长环境中等离子体特性的研究TheresearchonplasmacharacteristicsinsinglecrystalCVDdiamondgrowthenvironment研究生姓名：闫占

2、奇指导教师姓名：陈广超北京科技大学材料学院北京100083，中国MasterDegreeCandidate：YanZhanqiSupervisor：ChenGuangchaoSchoolofMaterialsScienceandEngineeringUniversityofScienceandTechnologyBeijing30XueyuanRoad，HaidianDistrictBeijing100083，P.R.CHINAO484公开分类号：____________密级：______________ＵＤＣ：____________单位代码：______________１０００８北京科

3、技大学硕士学位论文单晶CVD金刚石生长环境中等离子体特性的研究论文题目：闫占奇作者：_________________________陈广超教授北京科技大学指导教师：单位：指导小组成员：单位：单位：论文提交日期：2011年12月07日学位授予单位：北京科技大学北京科技大学硕士学位论文致谢在本篇论文完成之际，作者要诚挚地对导师陈广超教授致以衷心的感谢！他不仅为研究工作的展开提供了一个良好的环境，而且还在研究工作上给予了细心的指导。陈老师谦逊严谨、事必躬亲的治学态度，渊博的学识，敏锐的科研洞察力，对问题精辟的见解、精妙的分析和乐观豁达的处世之道都将使我终身受益。在本论文的研究过程中，张波萍教授

4、、吕反修教授、唐伟忠教授和李成明教授都给予了极大的关怀和无私的帮助，在此对各位老师表示衷心的感谢！对研究过程中曾经给予我无私帮助和支持的师兄弟表示诚挚的感谢！他们勤奋踏实的学习和工作态度使我受益匪浅。感谢北京科技大学材料学院SEM室，北京科技大学工程训练中心、中科院物理所的激光Raman室等在实验过程中给予的无私帮助。衷心感谢在论文完成过程中所有关心帮助过我的老师和朋友们！-I-北京科技大学硕士学位论文摘要单晶金刚石具有十分优异的电学、光学、热学、力学性能，在半导体、光学窗口、微电子机械系统（MEMS）等领域有着广阔的应用前景。但目前制约单晶金刚石发展的难题之一是制备高质量、大面积的单晶金

5、刚石。采用直流电弧等离子体化学气相法沉积单晶金刚石时，等离子体的特性对单晶的生长、沉积速度及所得到的单晶质量都有很大影响，因而对等离子体的特性研究对单晶金刚石沉积具有很重要的实际意义。本文采用FLUENT流体软件对单晶金刚石的生长环境中等离子特性进行模拟，重点模拟研究籽晶生长孔内的等离子体的特性。此外采用光发射谱(OES)对在不同的参数下直流电弧等离子体中活性基元的差异以及与微波等离子体中活性基元的差异进行诊断研究。并在30KW级大功率直流电弧喷射等离子体化学气相沉积设备进行单晶金刚石沉积实验，通过SEM与Raman分析。实验结果表明：（1）对籽晶生长孔内的等离子的特性模拟表明：生长孔应设

6、置在距衬底中心近的位置，但是应避开等离子体射流的滞止区。（2）对直流电弧等离子体和微波等离子体的光发射谱诊断，说明等离子体各活性基元在这两种方法中的不同作用。此外由不同参数下直流电弧等离子体的光谱对比探讨了在单晶金刚石制备时所选的参数对沉积生长机理的影响。（3）对籽晶生长孔在不同位置时单晶金刚石沉积生长研究表明：生长孔在距衬底中心3cm的位置是可以得到较高质量单晶金刚石的，单晶金刚石的生长速度也较快。关键词：直流喷射，CVD金刚石，单晶，光谱发射诊断，数值模拟-III-北京科技大学硕士学位论文Theresearchonplasmacharacteristicsinsinglecrystal

7、CVDdiamondgrowthenvironmentAbstractSinglecrystaldiamondpossessesalotofuniqueproperties.Suchaselectronics,optics,heat,mechanics,andsoon.Thissuggestsitsapplicationintheareasofpowerdevice,opticswindow/dome,MEMS/NEMS