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申請(qǐng)?zhí)枺?span>201410005272
申請(qǐng)人：上海交通大學(xué)上海交友鉆石涂層有限公司蘇州交鉆納米超硬薄膜有限公司
摘要：本發(fā)明公開(kāi)了一種化學(xué)氣相沉積制備硅摻雜微納復(fù)合金剛石薄膜的方法；首先采用含硅有機(jī)化合物作為硅摻雜源，采用熱絲化學(xué)氣相沉積法在襯底表面制備硅摻雜金剛石薄膜，然后原位沉積不摻雜微米金剛石薄膜，以制備硅摻雜復(fù)合金剛石薄膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以更加精確地控制碳源或硅摻雜源和碳源混合溶液的流量并實(shí)現(xiàn)定量摻雜，硅摻雜復(fù)合金剛石薄膜既具有優(yōu)異的附著性能，又具有極高的表面硬度和耐磨損性能，適用于對(duì)金剛石薄膜的附著性能和耐磨損性能綜合要求很高的各類應(yīng)用場(chǎng)合。
獨(dú)立權(quán)利要求：
1.一種化學(xué)氣相沉積制備硅摻雜微納復(fù)合金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述方法包括：以含硅有機(jī)化合物作為硅摻雜源，采用熱絲化學(xué)氣相沉積法在襯底表面制備硅摻雜金剛石薄膜；然后原位沉積不摻雜微米金剛石薄膜，制得硅摻雜復(fù)合金剛石薄膜。3.如權(quán)利要求2所述的化學(xué)氣相沉積制備硅摻雜微納復(fù)合金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述步驟A中的恒溫為-30～-20℃；步驟B中的恒溫為-30～-20℃。
4.如權(quán)利要求2所述的化學(xué)氣相沉積制備硅摻雜微納復(fù)合金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述制備硅摻雜金剛石薄膜采用的沉積參數(shù)為：氫氣流量800～1000ml/min，混合溶液/氫氣體積比1～3％，混合溶液中硅碳原子比1000～50000∶1ppm，反應(yīng)壓力25～35Torr，襯底溫度800～900℃，偏壓電流1.0～4.0A；所述氫氣流量為氫氣氣路流量與硅摻雜氣路中的載流氫氣流量之和。
5.如權(quán)利要求2所述的化學(xué)氣相沉積制備硅摻雜微納復(fù)合金剛石薄膜的方法，其特征在于，所述制備不摻雜微米金剛石薄膜采用的沉積參數(shù)為：氫氣流量800～1000ml/min，碳源/氫氣體積比1～3％，反應(yīng)壓力25～35Torr，襯底溫度800～900℃，偏壓電流1.0～4.0A；所述氫氣流量為氫氣氣路流量與碳源氣路中的載流氫氣流量之和。
6.一種適用于如權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積制備硅摻雜微納復(fù)合金剛石薄膜的方法的專用裝置，其特征在于，所述專用裝置包括并聯(lián)設(shè)置且分別與氫氣源、熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備相連的硅摻雜氣路、碳源氣路和氫氣氣路；所述硅摻雜氣路上設(shè)有放置在恒溫箱內(nèi)的混合溶液鼓泡瓶，所述碳源氣路上設(shè)有放置在恒溫箱內(nèi)的碳源鼓泡瓶；所述硅摻雜氣路為制備硅摻雜金剛石薄膜提供硅摻雜源和碳源，所述碳源氣路為原位沉積不摻雜微米金剛石薄膜提供碳源。
7.如權(quán)利要求6所述的專用裝置，其特征在于，所述恒溫箱的可調(diào)溫度范圍為-50～0℃。
8.如權(quán)利要求6所述的專用裝置，其特征在于，所述硅摻雜氣路、碳源氣路和氫氣氣路上靠近氫氣源的一側(cè)均設(shè)有氣體質(zhì)量流量計(jì)。
9.如權(quán)利要求8所述的專用裝置，其特征在于，所述硅摻雜氣路上氣體質(zhì)量流量計(jì)與混合溶液鼓泡瓶之間設(shè)有保護(hù)瓶；所述碳源氣路上氣體質(zhì)量流量計(jì)與碳源鼓泡瓶之間設(shè)有保護(hù)瓶。
10.如權(quán)利要求6所述的專用裝置，其特征在于，所述專用裝置還包括與硅摻雜氣路并聯(lián)設(shè)置的保護(hù)氣體氣路；所述保護(hù)氣體氣路與保護(hù)氣體源、熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備相連。
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