EACVD金刚石膜设备的控制技术及实验研究

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EACVD金刚石膜设备在长时间工作条件下工艺参数难以稳定,金刚石膜生长速度低等问题已成为目前制约金刚石膜产业化的重要障碍之一。本文在对影响金刚石膜质量及生长速度等工艺参数进行详细分析基础上,对衬底温度、热丝温度、热丝电流、气压等参数进行监测,并对衬底温度采用模糊+PID综合控制策略进行计算机实时控制,从而建立了EACVD金刚石膜制备设备的控制系统。 本文的主要工作包括: 1.在对EACVD金刚石膜沉积机理深入研究基础上,确定影响金刚石膜质量及生长速度的主要工艺参数。对热丝温度、热丝电流、气压及衬底温度等进行监测,对衬底温度进行计算机实时控制,进而确定了设备的控制方案,并建立了控制模型。 2.确定了采用工控机直接监测被控对象的硬件组成方案,并详细设计了系统硬件。 3.采用可视化面向对象语言Delphi开发了控制系统的软件部分,实现了系统的信号采集,图形实时显示,报警,控制,数据与日志存储等功能。 4.在计算机控制下进行了CVD金刚石厚膜及掺杂实验,与手工控制相比,EACVD金刚石膜设备长时间工作的稳定性,金刚石膜的生长速度均有了明显提高。 5.用喇曼光谱和扫描电镜进一步分析说明计算机控制下制备的金刚石膜纯度有所提高,非金刚石成分降低。
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