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金刚石纳米结构阵列因同时具有金刚石的特殊物理化学性能及微纳尺度下的低维效应而受到越来越多的关注,其应用深入微电子,机械,电化学,仿生科技等领域,具有广阔的应用前景。本文开展了金刚石纳米结构阵列的制备研究,在微波等离子体化学气相沉积(Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition,MPCVD)装置下分别在硅基底和钛基底上沉积出纳米金刚石(Nano-crystalline diamond,NCD)薄膜,后进行反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching,RIE)制备纳米结构,研究工艺参数对薄膜表面纳米结构的影响。本文完成的主要工作及取得的成果如下:1.采用SRIM软件模拟氩离子轰击金刚石薄膜后碳原子溅射率变化,发现随着氩离子能量增加,入射范围加深,级联碰撞更频繁,导致碳原子溅射率升高,且氩离子能量达到250 eV时碳原子溅射率达到最高,而入射角增加碳原子溅射率也增加,当入射角约70~75°时碳原子的溅射率最高,继续增大入射角离子溅射深度显著下降,碳原子溅射率减少。2.运用MPCVD技术分别在硅基底与钛基底上沉积NCD薄膜,发现硅基NCD薄膜表面呈现团簇形貌,生长致密,为高质量NCD膜。而钛基NCD薄膜呈现大团聚中含“菜花状”团簇形貌,生长极为致密,薄膜质量高。3.对硅基NCD膜进行RIE,包括无掩膜与掩膜工艺的研究。无掩膜刻蚀主要研究刻蚀时间,氩气比例,基底偏压工艺参数的影响,结果显示刻蚀时间越长,氩气比例越高,基底偏压约大,薄膜表面纳米锥阵列的密度越高,尺寸越大,完整性越好,而氩气比例过高,将无法形成规则的纳米结构。掩膜刻蚀工艺则研究了金刚石微粉浓度,微粉尺寸及喷金时间工艺参数的影响,结果显示金刚石微粉浓度越高,纳米锥分布越紧密,团聚现象也更明显,难以形成规则的纳米结构;微粉尺寸增加,将从纳米锥演变成微米级凸台结构,凸台上表面甚至出现纳米锥;喷金时间延长,薄膜表面从纳米锥结构逐渐变成杂乱的凸起形貌,无纳米结构形成。4.应用RIE技术对钛基NCD薄膜刻蚀工艺进行系统研究,包括基底偏压,刻蚀气压及喷金时间的影响,发现低基底偏压下可制备高密度小尺寸纳米锥阵列,高基底偏压下可得到高密度大尺寸纳米锥阵列;低气压下形成高质量纳米锥阵列,气压越高纳米锥阵列尺寸越小,一致性越差,气压过高则无纳米结构;喷金时间短时微小金颗粒掩膜作用下形成高长径比的纳米锥结构,喷金时间到10s以上,形成均匀分布约500 nm大小的凸台结构。