射频等离子体放电制备DLCMo-DLC膜的性质研究

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1、射频等离子体制备DLC／Mo．DLC膜的性质研究中文摘要中文摘要类金刚石薄膜(diamond．1ikecarbon，简称DLC)具有诸如：高硬度、低摩擦系数、极高的电阻率等许多优良的特性而引起了人们广泛的兴趣。但在某些方面DLC膜还存在着缺陷如：内应力大、热稳定性差、与许多衬底的附着性差。为了改善DLC膜的性能，掺金属的类金刚石薄膜从而成为人们研究的重点。本论文采用了双射频激发容性耦合等离子体增强化学气相沉积技术，高频运用40．68MHz；低频运用13．56MHz，以舡和CH4为源气体在硅和BK7玻璃衬底上制备了DLC膜，研究了等离子体放电参数(高低频功率、气压、流量比)对薄膜结

2、构和性能的影响。同时，也运用了射频磁控溅射方法，以镶嵌有钼的高纯石墨为靶材、Ar为溅射气体在Si和NaCI衬底上制备了掺铝的DLC膜，研究了衬底温度对薄膜结构的影响。采用了台阶仪、紫外．可见．近红外光谱仪(UV-Vis-NIR)、共聚焦激光拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(ⅫS)和透射电镜(TEM)等对DLC膜的结构和性能进行了研究。结果显示，薄膜的沉积速率随着高低频功率的增加而上升，薄膜的光学带隙呈现相反的变化趋势。拉曼测试结果表明，在低频自偏压为．150V时，薄膜中具有最大的s矿含量，ID／16最小；高频功率的上升导致薄膜的ID／IG持续的增大

3、。AFM图片显示，大的低频偏压有利于获得表面平整、光滑的薄膜。XPS结果表明，用射频磁控溅射方法制备的掺钼的DLC膜中含有C、Mo和O三种元素，高温有助于C-Mo键的形成。TEM照片也清楚的表明了温度的增加有助于C和Mo的化合。关键词：双频激发等离子体放电；磁控溅射放电；类金刚石薄膜；钼掺杂的类金刚石薄膜作者：杨磊指导教师：辛煜英文摘要射频等离子体制备DLC／Mo-DLC膜的性质研究AbstractDiamond-likecarbon(DLC)filmshavemanyuniquepropertiessuchashi【ghhardness，lowfrictioncoefficie

4、nt，higllelectricalresistivityandhavereceivedextensiveinterest．However,thefilmshavesomeintrinsicdisadvantages：highcompressivestress，poorthermalstabilityandpooradhesiveproperties谢thmanysubstrates，forexample．InordertoimprovethesepropertiesofDLCfilms，metaldopedDLCfilmshavebeenbecominganimportantt

5、opicofpeople’Sstudy．‘Inthisarticle，Diamond·likecarbon(DLC)filmswereprepared、ⅣitllCH4-Arusingcapacitivelycoupledplasmaenhancedchemicalvapordepositionmethoddrivenbydual-frequencyof40．68MHzand13．56MHzincombinationonsiliconandBK7glasssubstrates．Weinvestigatedtheinfluenceofplasmadischargeparameter

6、ssuchashighfrequencysourcepower,lowfrequencysourceself-biasvoltage，pressure，flowrateratioonthepropertiesandstructureofdepositedfilms．Also，byusinghighpuregraphiteandmolybdenumastargetsandArassourcegas，weusedradiofrequencymagnetronsputteringtechnologytodepositModopedDLCfilmsonsiliconandsodiumch

7、loridesubstrates，andtheeffectofsubstratetemperatureonthestructureoffilmsWasalsodiscussed．Westudiedthepropertiesandstructureofthedepositedfilmsusingprofilemeter,UV二Ⅵs．NIRspectrophotometer,Raman,AFM，XPSandTEM．Theresultsshowthatthedepositionrate