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第一章 绪论 1

1.1 金刚石的优异性能 1

1.2 化学气相沉积（CVD）法概述 3

1.2.1 CVD法的产生背景 3

1.2.2 CVD法的原理 4

1.2.3 CVD法生成金刚石膜的过程和基本条件 4

1.2.4 CVD法的发展 5

1.3 金刚石膜的检测 5

1.4 本文的主要工作 6

第二章 CVD法概述 8

2.1 CVD法的非平衡热力学耦合模型 8

2.2 CVD法生长金刚石膜的动力学模型 9

2.3 常用CVD金刚石膜的合成方法 12

2.3.1 热丝CVD法 12

2.3.2 电子辅助热丝 CVD法 13

2.3.3 直流等离子体化学气相沉积（DC-PCVD）法 13

2.3.4 射频等离子体化学气相沉积（Rf—PCVD）法 14

2.3.5 微波等离子体化学气相沉积（MW—PCVD）法 14

2.3.6 电子回旋共振微波CVD法 16

2.3.7 脉冲等离子体化学气相沉积法 17

2.3.8 火焰燃烧法 18

2.3.9 新发展的方法 19

2.4 CVD法沉积金刚石薄膜的发展方向 19

2.4.1 CVD法总结 19

2.4.2 当前产业化中要解决的关键技术 20

2.4.3 CVD法金刚石膜研究展望 22

第三章 金刚石膜沉积设备的结构与控制系统 23

3.1 成膜方法的选择 23

3.2 设备的总体方案 24

3.2.1 设备的工作原理 24

3.2.2 设备的总体结构 25

3.2.3 设备的各部分设计 28

3.3 设备设计中的细节问题 32

3.3.1 衬底材料的选择 32

3.3.2 热丝材质的选择 33

3.3.3 热丝装置的设计 33

3.3.4 设备冷却系统的设计 34

3.3.5 真空反应室的密封设计 35

3.3.6 设备的气源设计 35

3.3.7 其它关键的设计 37

第四章 金刚石膜沉积工艺研究 39

4.1 金刚石膜生成的基本条件 39

4.2 设备的工艺流程 39

4.2.1 衬底表面预处理 39

4.2.2 热丝碳化处理 40

4.2.3 金刚石膜成核及生长 41

4.2.4 金刚石膜与衬底分离 44

4.3 金刚石膜微观结构及质量分析 45

4.4 金刚石膜质量与主要工艺参数的关系 47

4.4.1 甲烷浓度的影响 47

4.4.2 热丝和衬底温度的影响 48

4.4.3 热丝和衬底间距的影响 48

第五章 结束语 49

5.1 工作总结 49

5.2 工作展望 49

参考文献 51

攻读硕士学位期间发表的论文 55

致谢 56