氩气对类金刚石薄膜性能的影响-论文.pdf

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1、嫩与电字学进展51，093101(2014)Laser&OptOelectronicsProgress~2014(中国激光》杂志社氩气对类金刚石薄膜性能的影响杨永亮岳莉贾志君李娜唐昊龙凯里学院物理与电子工程学院，贵州凯里55601l；。长春理工大学，吉林长春120022摘要为了探究氩气流量对含氢类金刚石薄膜(Q—c：H)性能的影响规律，采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF—PECVD)技术，以正丁烷(cHo)为反应物，在硅基底上沉积含氢类金刚石薄膜，通过改变氩气的流量分析氩气含量对含氢类金刚石薄膜性能的影响。红外光谱、表面粗糙度、硬度及

2、热稳定性的测试表明，随着氩气流量的增加，降低了氢在类金刚石薄膜中的相对含量，在一定程度上增加了薄膜表面粗糙度，表面粗糙度由R=3．732nm增加到R=8．628am，降低了薄膜的硬度，薄膜的硬度由23GPa降低到20GPa，对类金刚石薄膜的热稳定性几乎无影响，但薄膜的应力从一1．8GPa降低到一1．1GPa。关键词薄膜；类金刚石；热稳定性；粗糙度中图分类号0484文献标识码Adoi：10．3788几0P51．093：101EfectofAronthePropertiesofDiamond-LikeCarbonFilmsYangYongli

3、angYueLiJiaZhijunLiNaTangHaolong。CollegeofPhysicsandElectronicEngineering，KailiUniversity，Kaili，Guizhou556011，China。ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun，Jilin130022，ChinaAbstractInordertoexploretheefectoftheflowrateofAronthepropertiesofdiamond-likecarbon(DL

4、C)films．TheDLC(—C：H)filmsarepreparedonSisubstratebyRF—PECVDtechnologywithn—butane(C4Hl0)asthereactant，theefectofArOnthepropertiesofDLCfilmsisstudiedbychangingtheflowrateofAr．DeterminationofFouriertransforminfraredspectroscopy，hardness，thermalstabilityandroughnessofthesurf

5、aeedemonstratesthattherelativecontent0fHintheDLCandthehardness0fDLCfilmsdecreasewiththeincreaseoftheflOWrateofAr，thehardnessdecreasesfrom23GPato20GPa．andtheroughnessofthesurfaceincreasesfrom冗a：3．732nmtoR=8．628nm，theflowrateofAralmosthasnOeffectOnthethermalstabilityofDLCfi

6、hns．butthestressdecreasesfrom一1．8GPato—1．1GPa．Keywordsthinfilms；diamond—likecarbon；thermalstability；roughness0CIScodes310．6870；240．5770；240．6490；190．1450；120．66601引言类金刚石(DLC)薄膜具有高硬度、高化学稳定性、高导热系数、低摩擦系数、较好的介电性能以及优异的光谱特性，在光学、电学、机械、医学等领域得到了广泛的应用[1-5]oDLC薄膜根据薄膜结构中是否含有氢分为含氢DLC膜

7、(仅一C：H)和无氢DLC膜(a-C)两大类，利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备的DLC薄膜通常是含氢的薄膜，该薄膜的性能受到基底温度、射频源功率以及辅助气体流量等因素的影响，而在利用PECVD技术制备DLC薄膜时多采用氩气(Ar)为辅助气体或运载气体，不同的氩气流量获得DLC薄膜的性能也不同。本文采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF—PECVD)技术，研究反应气体中氩气含量对含氢DLC薄膜性能的影响。收稿日期：2014-03-18；收到修改稿日期：2014一O4—22；网络出版日期：2014—07—23基金项目：凯里学

8、院博士专~(BS201327)、科技联合基金(LKK【2Ol3】02)、黔东南州科技计划(黔东南科合J字[2014]4003号、作者简介：杨永亮(1984一)，男，博士，主要从事光学薄膜方面的