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摘要：金刚石具有优异的性能，在光学、电子器件热管理领域及宽禁带半导体领域有着广阔的应用前景，被誉为终代半导体。作为光学窗口需要大尺寸、厚度2 mm以上的CVD金刚石自支撑厚膜；在半导体散热中，则需要4英寸以上、100微米厚的金刚石自支撑膜与GaN等半导体材料进行键合。但由于技术限制，大面积CVD金刚石膜的合成及应用依旧存在较大困难。一方面，沉积过程中应力会导致金刚石膜发生破裂；另一方面，残余应力会导致金刚石膜发生翘曲，导致键合质量差。因此，对金刚石膜应力的控制成为目前金刚石膜规模化、大范围应用的一个关键问题。本文综述了CVD金刚石应力的分类、来源和以及影响应力的各种因素等，详细介绍了抑制金刚石膜应力的措施。同时，总结了通过人为施加应力来改善金刚石性能的研究，包括应力改变金刚石带隙、应力提高金刚石热导率等。最后，给出了评价金刚石应力大小的方法及理论计算公式，并分析了未来金刚石膜应力研究的趋势。
文章目录
1 金刚石膜中应力的来源及分类
1.1 应力的分类
1.1.1金刚石膜的生长应力
1.1.2金刚石膜的热应力
1.2 影响金刚石膜应力的宏观因素
1.2.1不同CVD方法对金刚石膜内应力的影响
1.2.2主要生长参数对金刚石膜内应力的影响
2 金刚石应力抑制方法
2.1 通过选择衬底及预处理抑制应力
2.2 采用高温(退火)处理释放内应力
2.3 调控冷却策略降低热应力
2.4 采用添加过渡层的方法降低应力
3 金刚石中应力应用
3.1 外加应力改善金刚石物理性能
3.2 应力促进金刚石膜与衬底分离
3.3 拉应力与压应力的相互抵消
4 金刚石膜应力测试方法
4.1 拉曼光谱法
4.2 X射线法
4.3 弯曲法
4.4 热应力计
