等離子體化學(xué)氣相沉積金剛石膜實(shí)驗形核研討：
利用該技術(shù)制備的金剛石膜是一種具有等離子體化學(xué)氣相積累能力的技術(shù)。由于薄膜金剛石在超硬維護(hù)涂層、光窗口、熱沉數(shù)據(jù)、微電子等方面都具有重要意義，因此，當(dāng)人類掌握了金剛石薄膜的制備技術(shù)，特別是單晶金剛石薄膜的制備技術(shù)后，依靠數(shù)據(jù)的前史就會由硅材料年代迅速進(jìn)入金剛石年代。但目前對等離子體化學(xué)氣相沉積金剛石膜的機(jī)理尚不清楚，尤其是異質(zhì)外延單晶金剛石膜，其困難之處在于：低溫等離子體處于熱不平衡狀態(tài)，所使用的反應(yīng)氣體也是多原子分子，反應(yīng)體系復(fù)雜，缺乏基本的數(shù)據(jù)支持。然而，經(jīng)過20多年的理論和實(shí)驗研究，人們不僅發(fā)展了許多等離子體化學(xué)氣相沉積制備金剛石薄膜的技術(shù)，而且通過對實(shí)驗數(shù)據(jù)的分析和總結(jié)，對影響金剛石薄膜生長的因素也有了一定的認(rèn)識。對于多晶金剛石膜的生長，成核是關(guān)鍵，而影響成核的因素很多，包括等離子體條件、基質(zhì)數(shù)據(jù)、溫度等。
利用等離子體化學(xué)氣相沉積金剛石膜，首先要了解金剛石的成核過程，一般將其分為兩個階段：含碳基團(tuán)到達(dá)基體表面，然后分散到基體內(nèi)部；第二階段是到達(dá)基體表面的碳原子在基體表面上以缺陷、金剛石子晶等為中心的成核、生長；因此，決定鉆石形核的要素包括：1.基體數(shù)據(jù)：由于形核取決于基體表面碳的飽和度和到達(dá)核心的臨界濃度，因此，基體數(shù)據(jù)的碳分散系數(shù)對形核具有重要影響。分散性系數(shù)越大，就越不易達(dá)到成核所需的臨界濃度，鐵、鎳、鈦等金屬基體直接在這類數(shù)據(jù)上進(jìn)行成核是非常困難的；而對于較低碳分散性系數(shù)的數(shù)據(jù)，如鎢、硅等，鉆石可以快速成核。2.表面磨削：一般金剛石的形核都能通過金剛石粉末對表面磨削而推進(jìn)。利用sic,c-bn,al2o3等數(shù)據(jù)進(jìn)行的研磨也能促進(jìn)形核的形成。磨削能促進(jìn)形核形成的機(jī)理主要有兩點(diǎn)：一是經(jīng)過磨削，金剛石微粉的碎屑留在基體表面，起到晶種作用；二是磨削能在基體表面產(chǎn)生許多微小的缺陷，這些缺陷是自發(fā)形核的有利方向。研磨數(shù)據(jù)的格點(diǎn)常數(shù)越接近金剛石，增強(qiáng)形核的效果就越好，因此，一般的研磨數(shù)據(jù)都是用高溫高壓法制備的金剛石微粉。3.等離子體參數(shù)：在金剛石形核早期，由于碳向基體的分散，在基體表面形成了界面層，因此研討指出了等離子體參數(shù)對界面層也有重要影響，例如，當(dāng)硅基體表面堆積金剛石膜時，甲烷濃度對sic界面層的形成有直接影響。4.偏壓增強(qiáng)形核：在微波等離子體化學(xué)氣相堆積中，基體一般都是加負(fù)偏壓，也就是說，基體的電位與等離子體的低電位有關(guān)。負(fù)偏壓的作用是使基底表面離子濃度增加。偏壓太高時，由于過多離子對基體外層和前驅(qū)核的濺射，形成了捺形核，因此在偏壓增強(qiáng)形核時，偏壓的大小更合適。