硅摻雜-DLC硬盤保護膜的制備及等離子體診斷.pdf

1、微波-ECR等離子體增強化學氣相沉積和等離子體增強非平衡磁控濺射兩種工藝同步進行,可制備半導體、合金材料,而且能制備性能優(yōu)異的摻雜類金剛石薄膜,從而越來越受到重視.本文首先介紹等離子增強濺射沉積的特點及應用.簡要闡述了類金剛石膜的發(fā)展、性能、應用、制備方法及存在的問題.介紹了Langmiur單探針的工作原理、特點及其應用,并用其診斷出最佳氣體流量配比為CH<,4>=40sccm、Ar=10sccm.利用拉曼光譜和紅外吸收光譜分析了硅摻雜

2、薄膜的結(jié)構(gòu),表明制備的是非晶膜,并用其研究了薄膜的化學結(jié)構(gòu)變化.利用X射線光電子能譜研究了薄膜的組分,利用原子力顯微和電子掃描顯微鏡觀察了薄膜的表面形貌,同時測試了薄膜的摩擦學性能.硅摻雜DLC膜的通常制備方法為等離子體增強化學氣相沉積(PECVD),并以含硅的有機化合物如硅烷等作為摻雜源,這樣隨著DLC膜中硅含量的增加,膜中氫含量也隨之增加,sp<'3>碳的相對含量減少,從而降低了薄膜的力學性能及化學穩(wěn)定性.本文利用雙放電腔微波-EC

3、R等離子體增強化學氣相沉積和等離子體增強非平衡磁控濺射兩種工藝同步進行的方法,以高純硅靶作為摻雜硅源,通過調(diào)整硅靶的濺射偏壓,改變硅的摻雜量,在Si(100)基體上制備出了硅摻雜類金剛石碳膜.結(jié)果表明,隨著硅靶的濺射偏壓增大,Si-DLC膜G峰峰位的高波數(shù)偏移和背底斜率的減小表明Si-DLC膜中氫的含量減少,薄膜的內(nèi)應力減小.Si-DLC薄膜在磨損實驗中,磨痕未出現(xiàn)微裂紋,也說明硅摻雜使DLC薄膜內(nèi)應力減小.此外,隨著硅靶的濺射偏壓增大