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应用于微机电系统上的类金刚石膜制备

马国佳  
【摘要】: 本文探讨了利用微波ECR全方位离子注入技术和等离子增强化学气相沉积技术来制备类金刚石膜(工作气体为甲烷)的方法,并将两种方法相结合制备了性能良好(表面形貌光滑、膜基结合力强)的类金刚石膜,这种方法在世界上是一种新颖的制备手段,论文也描述了设备控制原理,分析了类金刚石成膜机理,并对所制备的薄膜采用拉曼光谱、傅立叶红外透射谱、原子力显微镜等方法进行了研究。 研究结果表明: (1)用全方位离子注入技术能够制备出类金刚石膜。在全方位离子注入技术中,不同的偏压、频率、气体流量都对薄膜中sp~3键比例有所影响,文中对具体的影响进行了分析,发现偏压增加、频率降低和适中的气体流量可以制备出含sp~3键较多的类金刚石膜;同时发现用全方位离子注入技术制备的类金刚石膜含有大量的SiC成份,这对薄膜的性能(例如硬度)影响很大;用全方位离子注入制备的薄膜其结合力得到增强,但薄膜的表面形貌差。 (2)用等离子体增强化学气象沉积技术也能制备类金刚石膜。优点是用这种方法制备的薄膜表面形貌得到了一定的改善,但内应力较大,通过加入适量的氮气可以改善一些。 (3)通过全方位离子注入和等离子体增强化学气相沉积相结合,发现制备出的类金刚石薄膜既改善了表面形貌又增强了结合力,因此证明了这是一种较好的制备方法。


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