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单晶金刚石的ICP刻蚀工艺研究

目录

一、内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1单晶金刚石材料特性及应用领域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2ICP刻蚀技术在单晶金刚石加工中的意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

国内外研究现状及发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.1ICP刻蚀工艺在单晶金刚石领域的应用现状．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.2发展趋势与挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

研究目的与内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.1研究目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.2研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

二、单晶金刚石材料的基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

晶体结构与性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

1.1单晶金刚石的晶体结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

1.2物理化学性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

材料的制备与表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.1单晶金刚石的制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.2材料表征技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

三、ICP刻蚀工艺原理及技术应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

ICP刻蚀技术原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

1.1物理刻蚀过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

1.2化学刻蚀过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

ICP刻蚀系统在单晶金刚石加工中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

2.1设备构成及工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

2.2应用实例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

四、单晶金刚石ICP刻蚀工艺研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

实验设计与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

1.1实验材料准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

1.2实验方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

1.3实验方法步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

刻蚀参数优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

2.1刻蚀气体种类及流量优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

2.2刻蚀功率与压力参数优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

2.3刻蚀速率及深度控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

刻蚀形貌表征与性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

3.1刻蚀表面形貌表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72

3.2刻蚀后材料性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74

五、实验结果分析与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75

实验数据结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

1.1不同参数下刻蚀效果对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．