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RF-PECVD法制备类金刚石薄膜的研究

齐海成  
【摘要】:本文利用射频等离子体增强化学气相沉积制备了类金刚石(DLC)薄膜,选用CH_4和H_2为源气体,硅片为基底。研究了不同生长条件对所合成的DLC薄膜的微结构、表面形态以及对薄膜的力学性能的影响。 通过X-ray Photoelectron Spectroscopy(XPS)分析了薄膜的成分;Raman光谱表征了薄膜的键结构;Atomic Force Microscope(AFM)和光学显微镜研究了薄膜的形貌;通过纳米压痕仪测试了薄膜的硬度和弹性模量。 通过拉曼光谱测试说明沉积的薄膜为非晶态结构,且完全符合DLC膜的典型特征,随着射频源入射频率从50W逐渐增大,D峰与G峰的强度比I_D/IG逐渐增大,G峰峰位向低波数移动,拉曼光谱变得更加对称且变窄,表明sp~3碳含量增大,到100W达到最大值,这时又开始下降;AFM表明,薄膜的表面粗糙度很小,平均值为0.157nm,并且伴随着入射功率的不断提高,粗糙度逐渐变小;薄膜的硬度和弹性模量也随着入射功率的变化而受到影响,在100W时达到最大值分别为15.5GPa和112.3GPa。这些结果都表明了DLC薄膜在高入射功率下会石墨化。


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