這篇文獻對於HFCVD法制備金剛石膜的介紹比較全面。
雖然這種方法是CVD法的鼻祖,但是現在使用的仍然非常普遍,而且發展成沉積金剛石薄膜較為成熟的方法之一。
這種方法需要在襯底上方設定金屬熱絲,常用的像鎢絲、鉭絲。
再將含碳氣體高溫加熱到2000~2200℃,進行分解,形成活性粒子。
在氫原子作用下,就會在襯底上沉積而形成金剛石。
這種方法,雖然簡單,但是沉積效率很低,比四十三所現在用的方法要低很多。
不僅如此,而且工藝穩定性差,容易造成汙染。
雖然文獻中還提了兩種改良的方法,但是陳舟同樣不認同。
因為效率是提高了,但是金剛石薄膜的質量,還是太低。
對於金剛石半導體材料和器件的研究,顯然不適用。
但是,改良方法,陳舟覺得可以一試。
一種是反應氣體分送的HFCVD法,也就是把碳源氣體和氫氣由熱絲的下方和上方分別送入。
另一種是電子助進的HFCVD法,透過給襯底加大約150V的偏壓,實現沉積速率的提升。
陳舟看文獻的速度很快,即使是一邊看一邊記的情況,他的效率也遠遠超過了其他人。
這也得益於他系統學科升級所提供的加成。
在來之前,他把化學也悄悄的升到了Lv2,以備不時之需。
所以,有了化學學科等級的加成,陳舟瘋狂的汲取著相關的化學知識。
和學數學物理不同的是,陳舟不打算用同樣的方法去學化學和生物。
化學和生物這兩門更偏向於實驗和應用的學科,陳舟打算從實驗和應用入手。
藉助學科等級的加成,以高效的學習,從實驗和應用中去找未知。
再透過查資料去彌補那個未知。
這樣雖然沒有數學和物理學的系統,但是效率卻很高。
而且很適用於現在的陳舟。
把HFCVD法的文獻看了三篇後,陳舟覺得大致的思路都差不多,便不再這個方法再做糾纏。
轉而,他開始看下一種方法,燃燒火焰沉積法(Flame Deposition)。
這種方法最早也是由日國學者提出的,只不過是在大西洋彼岸實驗室得到證實的。
這種方法主要就是將碳源氣和氧氣混合,在大氣中燃燒。
燃燒的火焰分三個區,除了內焰和外焰外,還有一層還原焰。
將襯底放置在火焰的還原焰區域,生成金剛石。
這種方法的關鍵就是乙炔和氧氣的混合比例R。
只有在R=0.7~1.0 區域時,才能生長成金剛石。
其他區域都不利於金剛石的生長。
“R=0.97~1.0。”
陳舟微微皺眉看著寫下的這個區間。
他從文獻中看到,當R=0.97~1.0 時,這種方法可以製備出透明的光學級金剛石薄膜。
習慣性的拿筆點了點草稿紙,陳舟暫時略過了這條資訊,繼續往下看文獻。
【這種方法的優點是裝置簡單、成本低,能在大氣中合成金剛石,生長速度快(60~150um/h),有利於大面積和複雜形狀樣品表面上金剛石的沉積。】
【其缺點是:沉積的金剛石薄膜具有不均勻的微觀結構,薄膜常含非金剛石碳等不純物,由於火焰的熱梯度,易使襯底發生彎曲變形,並在薄膜中產生較大的熱應力。】
“優缺點很明顯的一種方法。”陳舟點評道。