薄膜制備的真空技術基礎(2)-資料下載頁
2025-05-03 18:46本頁面
【正文】 能量離子束的轟擊。 離子束的轟擊將有利于致密的、具有較多 sp3 的 DLC 膜形成。 DLC 膜的制備方法 影響 DLC 膜性能的主要參數(shù)是膜中 sp2 和 sp3 的含量、 H 的含量以及薄膜的微觀結構 ，而這些參數(shù)又直接受控于生長過程中轟擊薄膜生長表面的正離子的能量和強度以及等離子體中被激發(fā)和被離化的、對薄膜生長有貢獻的含碳基團的濃度。 DLC膜的硬度、密度、 sp2 和 sp3 的含量與沉積的離子能量有關 , 并隨沉積離子能量的變化有一最大值 , 當能量過高時沉積的 DLC 膜會發(fā)生石墨化轉變。研究表明 , 當沉積的 C+ 離子能量在 100 eV 左右時 , 沉積所得的 DLC 膜 sp3 含量最高。下圖為幾種典型的 PVD 技術產(chǎn)生的沉積粒子的能量范圍。 沉積 DLC膜的裝置簡圖 離子束沉積方法是以石墨或碳氫化合物氣體 (CH C2HC2H C6H6)等 )為碳源 , 通過電弧蒸發(fā)、離子束濺射或熱絲電子發(fā)射產(chǎn)生碳或碳氫離子 , 通過偏壓加速引向基體 , 荷能離子作用于基體表面而形成 DLC 膜。 離子束輔助沉積法 (ion beam assisted deposition (IBAD))是在離子束沉積技術的基礎上發(fā)展起來的 , 即在電子束蒸發(fā)沉積或離子束濺射沉積的同時以荷能離子束轟擊膜的生長表面以提供形成 DLC 膜所需的能量。輔助離子束的轟擊 , 有利于膜基之間界面的結合 ,薄膜生長致密 , 增加sp3 的含量 , 使薄膜的性能獲得很大的提高。 該方法是以石墨為碳源 , 利用射頻振蕩或直流激發(fā)的惰性氣體(Ar、 He) 離子轟擊石墨靶 , 濺射出來的碳原子 (或離子 )在基體表面上形成 DLC 膜 , 當通入氣體是Ar 和 H2(或碳氫氣體 )混合氣時可制得含氫 DLC 膜。 這種方法是在惰性氣體中以電 弧放電燒蝕石墨靶產(chǎn)生碳離子 , 基體施加負偏壓來實現(xiàn) DLC 膜的沉積。 XRD pattern of the film deposited at 80 eV ion energy (a) SEM image of the film deposited at 80 eV ion energy, and (b) an enlarged image. 左：熱偶真空硅管；右：電離真空硅管
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