CVD制備碳基材料及其特性研究.pdf

1、在該研究工作中,用熱絲化學(xué)氣相沉積(HFCVD或Cat-CVD)方法,在溫度為300℃-500℃的單晶Si(100)襯底上,以CH<,4>、SiH<,4>和H<,2>為反應(yīng)氣體制備了β-SiC薄膜,研究了流量、偏壓、襯底溫度等沉積參量對β-SiC薄膜結(jié)構(gòu)、成分和生長速率的影響.實驗發(fā)現(xiàn),β-SiC薄膜的結(jié)構(gòu)和生長速率受SiH<,4>流量的影響較大,而受CH<,4>流量的影響較小.適當(dāng)?shù)呢?fù)偏壓和較高的正偏壓都能提高薄膜的結(jié)晶程度,使晶粒尺

2、寸增加,而過高的負(fù)偏壓則對薄膜表面造成過度轟擊,抑制晶粒長大.在沉積過程中加入適量的CF<,4>,首次發(fā)現(xiàn)CF<,4>能有效刻蝕SiC薄膜中的O雜質(zhì)和非晶相的SiC,提高β-SiC薄膜的結(jié)晶程度.用等離子體化學(xué)氣相沉積(PECVD)方法,在溫度為500℃-700℃的單晶Si(100)襯底上,在100-200W的射頻功率下,分別以CH<,4>+SiH<,4>+H<,2>和CF<,4>+SiH<,4>+H<,2>為反應(yīng)氣體,沉積了β-SiC

3、薄膜.測量結(jié)果表明,以CF<,4>為C源制備的β-SiC薄膜的Si-C的有序度優(yōu)于相同條件下以CH<,4>為C源制備的β-SiC薄膜的Si-C的有序度.對β-SiC薄膜的場發(fā)射特性進行了研究.測量了不同結(jié)構(gòu)的β-SiC的場發(fā)射性能,測量結(jié)果表明納米β-SiC薄膜相對于非晶SiC薄膜的場電子發(fā)射性能有明顯的提高,并且減小晶粒尺寸有利于提高納米β-SiC薄膜的場發(fā)射性能,著重分析了晶粒尺寸對場發(fā)射性能的影響機制.用HFCVD法實現(xiàn)了準(zhǔn)直碳納