硅摻雜-DLC硬盤(pán)保護(hù)膜的制備及等離子體診斷.pdf

1、微波-ECR等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積和等離子體增強(qiáng)非平衡磁控濺射兩種工藝同步進(jìn)行,可制備半導(dǎo)體、合金材料,而且能制備性能優(yōu)異的摻雜類(lèi)金剛石薄膜,從而越來(lái)越受到重視.本文首先介紹等離子增強(qiáng)濺射沉積的特點(diǎn)及應(yīng)用.簡(jiǎn)要闡述了類(lèi)金剛石膜的發(fā)展、性能、應(yīng)用、制備方法及存在的問(wèn)題.介紹了Langmiur單探針的工作原理、特點(diǎn)及其應(yīng)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(xué)結(jié)構(gòu)變化.利用X射線(xiàn)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(shí)測(cè)試了薄膜的摩擦學(xué)性能.硅摻雜DLC膜的通常制備方法為等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD),并以含硅的有機(jī)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(duì)含量減少,從而降低了薄膜的力學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性.本文利用雙放電腔微波-EC

3、R等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積和等離子體增強(qiáng)非平衡磁控濺射兩種工藝同步進(jìn)行的方法,以高純硅靶作為摻雜硅源,通過(guò)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(lèi)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(yīng)力減小.Si-DLC薄膜在磨損實(shí)驗(yàn)中,磨痕未出現(xiàn)微裂紋,也說(shuō)明硅摻雜使DLC薄膜內(nèi)應(yīng)力減小.此外,隨著硅靶的濺射偏壓增大