微感应耦合等离子体源生长碳膜及其结构研究

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1、微感应耦合等离子体源生长碳膜及其结构研究中文摘要中文摘要提出了一种基于13．56MHz激发的微感应耦合等离子体射流源，等离子体射流在绕有水冷线圈的石英管中产生。朗缪探针监测了喷嘴处等离子体的电子温度、电子密度、离子密度。台阶仪、激光拉曼光谱、傅立叶红外光谱及紫外．可见光谱分别用以研究不同入射功率、基片负偏压、气体流量比R(R=[H2]／[H2+CH4])对所生长的非晶碳膜成膜速率和结构性能的影响。结果表明：碳基微等离子体射流具有很强的活性，随着功率的增加碳膜生长速率呈凹型变化趋势，在250W处存在一速率峰值约为1．1lam／min，碳膜生长速率随基片负偏压和R的增加而降低。Ramail光谱显示

2、所制备碳膜在1350em～、1580cmd附近存在D峰、G峰，是典型的类金刚石碳膜；薄膜中碳主要以矿碳、∥碳及无序的聚合碳链形式存在。随入射功率和基片负偏压的增加，薄膜中聚物碳链结构被打断，分解形成矿、∥碳杂化态，Raman荧光本底减弱，半峰宽的降低表明薄膜结构有序性增强。随功率的增加ID化成降低趋势，随基片负偏压的增加ID／IG呈上升趋势，随流量比R的增加，Io／Io降低，Eg变大。关键词：微感应耦合等离子体射流，类金刚石碳膜，拉曼光谱，光学带隙作者：孙刚指导教师：辛煜微感应耦合等离子体源生长碳膜及结构研究英文摘要AbstractAminiaturizedradio·frequency—dr

3、iveninductivelycoupledplasmajetsource、^，ith13．56MHzhasbeendevelopedanditsapplicationtodeposithydrogenatedcarbonfilmsfromCH4andH2onsiliconorglasswafershasalsobeenstudied．PlasmajetWasgeneratedinaquartzglasstube、析tllawater-cooledantennaaroundit．Langmuirprobehasbeenusedtotesttheplasmacharacteristicssuch

4、aselectrontemperature，electrondensityandiondensity．ET-350profilemeter,Ramanspectrum，FTIRandUV-VISspectrumareusedforanalysisofthefilmssuchasthefilmgrowthrate，Ramanstructureandopticalenergygap晰mdifferentpower,negativebiasandgasflowratioR【R=H2／(H2+CH4)]．ItisfoundthatthehighestgrowthrateCanbereachedat1．

5、1}tm／minattheinputpowerof250W；TheRanlanspectraarecharacterizedbyD-peakandG—peakatabout1350cm‘1and1580cm～，whichshowstheas·depositedfilmasatypicalDLC．Thestructureofcarboninthefilmsismainlycomposedofsp2芦p3andpolymedikeforms．Astheinputpowerandbiasincrease，polymerlikecarbonisbrokenintosp2andsp3，SOthefluo

6、rescencesignaloftheRamanspectrumdecreases；ThedecreasedFWHMindicatesthattheorderofthefilmshasbeenimproved，buttheID／Iopresentestwodifferenttrends；AstheRincreases，theID／Iodecreases，whiletheEgincreases，whichconfirmesthestructurechangeofthefilmsfromGI．Ct0DI．C．Keywords：Inductivelycoupledmicroplasmajet；DLC

7、；mRmanspectrum；OpticalenergygapIIWrittenby：SunGangSupervisedby：XinYu苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书