多頻濺射沉積C和Si1-xCx薄膜材料的研究.pdf

1、碳基薄膜材料作為一類極其重要的薄膜材料，長(zhǎng)期以來一直得到人們的高度關(guān)注。近年來，超薄碳膜、富硅碳化硅薄膜作為碳基薄膜材料的新應(yīng)用領(lǐng)域，成為新的關(guān)注點(diǎn)。作為高技術(shù)保護(hù)層應(yīng)用的超薄碳膜，要求制備的薄膜厚度極薄（<30nm），同時(shí)具有較高含量的sp3鍵結(jié)構(gòu)，因此制備薄膜的技術(shù)需具有低沉積速率、高離子能量的特性。而對(duì)于作為制備 Si納米晶（Si-NCs）、Si量子點(diǎn)（Si-QDs）基質(zhì)的富硅Si1?xCx薄膜，要求 Si1?xCx薄膜的硅含量高

2、、成分易于調(diào)控。根據(jù)本課題組在多頻率磁控濺射等離子體性能及其沉積薄膜方面的研究結(jié)果，多頻率磁控濺射具有沉積超薄碳膜、富硅Si1?xCx薄膜的可能性。
　　本論文研究了60MHz、2MHz、13.56MHz、27.12MHz磁控濺射制備碳薄膜的沉積特性、結(jié)構(gòu)性能，研究了2MHz、13.56MHz、27.12MHz磁控濺射制備Si1?xCx薄膜的成分、結(jié)構(gòu)性能，并分析 Si1?xCx薄膜沉積的濺射離子能量關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)頻率、濺射功率對(duì)

3、碳薄膜、Si1?xCx薄膜的沉積特性、結(jié)構(gòu)、性能有著很大影響。結(jié)果表明：（1）采用60 MHz甚高頻濺射，可以沉積厚度<30nm的薄C膜；C薄膜生長(zhǎng)速率較低，在0.42–0.97 nm/min之間，因此薄膜厚度易于控制；制備的薄膜表面粗糙度低、平整度好，薄膜中sp3C-C鍵結(jié)構(gòu)含量比較高，因此，60 MHz甚高頻濺射是制備超薄碳膜的一種有效技術(shù)。（2）采用2MHz、13.56MHz、27.12MHz射頻濺射，在濺射功率50-200W條件