等离子体增强化学气相沉积类金刚石薄膜的研究

等离子体增强化学气相沉积类金刚石薄膜的研究

论文摘要

类金刚石(DLC)薄膜具有优异的物理、化学性能,如高硬度、低摩擦系数、优良的耐磨性、在红外波段的透过性、化学惰性和生物相容性等,使它们在诸如真空微电子学、摩擦学、光电子学、声学、医学材料,直至工业包装、装潢装饰业等领域有巨大的应用潜力;而且与金刚石薄膜的制备相比而言,DLC薄膜具有制备方法简单、快捷和成本低、易于工业化推广的优点,即性能价格比较高。因此受到人们愈来愈多的关注。本文使用了电感耦合等离子体增强化学气相沉积(IC-PECVD)方法和介质阻挡等离子体增强化学气相沉积(DBD-PECVD)方法制备了DLC薄膜,选用CH4、C2H4和C2H2为放电气体,硅片为基底,通过红外光谱分析了DLC薄膜的成分,使用原子力显微镜(AFM)研究了薄膜的表面形貌和硬度,使用台阶仪测量了薄膜的厚度,得出了沉积速率;研究了不同生长条件对所合成的薄膜的微结构、表面形貌、沉积速率以及对薄膜的力学性能的影响。通过红外光谱分析知道薄膜的主要成分为CHx(x=1,2,3)基团;AFM结果表明,两种方法沉积DLC薄膜,以CH4为放电气体沉积的薄膜同等条件下,粗糙度比另外两种气体沉积的薄膜要小,硬度要高;对于IC-PECVD法沉积DLC薄膜,不同的放电气体、在放电腔体中的不同位置,沉积的薄膜的性能随沉积条件的变化规律不一致;对于DBD-PECVD法沉积DLC薄膜,不同的放电气体沉积的薄膜的性能随沉积条件的变化规律也不一致。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 绪论
  • 第一章 类金刚石(DLC)薄膜的相关理论
  • 1.1 等离子体的基本概念
  • 1.1.1 等离子体的定义
  • 1.1.2 等离子体的分类
  • 1.1.3 描述等离子体的基本参量
  • 1.2 类金刚石薄膜的生长机理模型
  • 1.2.1 热峰模型
  • 1.2.2 离子刻蚀模型
  • 1.2.3 亚表面注入模型
  • 1.3 电感耦合等离子体的基本原理
  • 1.3.1 电感耦合等离子体的基本类型和特点
  • 1.3.2 电感耦合等离子体的形成机理
  • 1.4 介质阻挡放电(DBD)简介
  • 1.4.1 介质阻档放电原理及物理过程
  • 1.4.2 介质阻挡放电的电极结构
  • 本章小结
  • 第二章 实验方案及内容简介
  • 2.1 实验方案
  • 2.2 薄膜的表征及等离子体诊断方法简介
  • 2.2.1 傅立叶红外吸收光谱分析(FTIR)
  • 2.2.2 扫描电子显微(SEM)
  • 2.2.3 原子力显微镜(AFM)
  • 2.2.4 台阶仪
  • 2.3 等离子体诊断方法
  • 本章小结
  • 第三章 IC-PECVD 法制备类金刚石薄膜
  • 3.1 实验装置简介
  • 3.2 实验过程简介
  • 3.3 实验结果的表征
  • 4 气体的实验结果'>3.3.1 CH4气体的实验结果
  • 2H4 气体的实验结果'>3.3.2 C2H4气体的实验结果
  • 2 气体的实验结果'>3.3.3 C-2H2气体的实验结果
  • 本章小结
  • 第四章 DBD-PECVD 法制备类金刚石薄膜
  • 4.1 实验装置、方案及过程的简述
  • 4.1.1 实验装置的简介
  • 4.1.2 实验方案及过程简述
  • 4.2 DBD-PECVD 法制备DLC 薄膜的表征
  • 4.2.1 FTIR 结果
  • 4.2.2 放电气压对薄膜性能的影响
  • 4.2.3 电源频率对薄膜性能的影响
  • 本章小结
  • 结论与展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].圆形薄膜预应力测量[J]. 工程塑料应用 2020(03)
    • [2].低光泽度热隐身光子晶体薄膜[J]. 真空科学与技术学报 2019(11)
    • [3].铁酸铋薄膜的电学特性及掺杂影响分析[J]. 化工新型材料 2017(03)
    • [4].有限尺寸硬薄膜/软基底的屈曲分析[J]. 力学季刊 2017(02)
    • [5].国际薄膜大会Thin Films 2016 新加坡2016.07.12-15[J]. 真空 2015(06)
    • [6].国际薄膜大会Thin Films 2016 新加坡2016.07.12-15[J]. 真空 2016(01)
    • [7].国际薄膜大会Thin Films 2016 新加坡2016.07.12-15[J]. 真空 2016(02)
    • [8].国际薄膜大会Thin Films 2016[J]. 真空 2016(03)
    • [9].可怜的小鸭子[J]. 意林(少年版) 2013(11)
    • [10].大棚薄膜破损咋修补[J]. 农业知识 2009(29)
    • [11].基于电化学聚合方法制备荧光薄膜及其在爆炸物检测中的研究[J]. 化学与粘合 2020(01)
    • [12].欧洲开发抗菌薄膜[J]. 绿色包装 2020(07)
    • [13].谈一谈薄膜数字印刷的优势和成本考量[J]. 印刷技术 2019(03)
    • [14].薄膜传输系统导向辊牵引特性研究[J]. 西安理工大学学报 2016(04)
    • [15].铁酸铋薄膜退火工艺研究进展[J]. 表面技术 2017(02)
    • [16].电沉积制备镍-铁薄膜及其性能的研究[J]. 电镀与环保 2017(04)
    • [17].原子层沉积二硫化钼薄膜的机理及生长薄膜的质量[J]. 东南大学学报(自然科学版) 2017(05)
    • [18].2014年全球特种薄膜销售额将达到297.7亿美元[J]. 印刷技术 2010(02)
    • [19].中国进口薄膜级HDPE供应将趋紧[J]. 塑料工业 2010(07)
    • [20].一种Sb_2S_3热电薄膜的制备方法[J]. 电镀与精饰 2009(07)
    • [21].管状弹簧介电薄膜作动器粘弹性变形研究[J]. 甘肃科学学报 2019(06)
    • [22].薄膜基荧光传感检测的研究进展[J]. 中国科学:化学 2020(01)
    • [23].烧结氛围对铜锌锡硫硒薄膜性质的影响[J]. 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版) 2020(03)
    • [24].少层二硫化钼薄膜的制备及其光谱特性[J]. 半导体技术 2020(09)
    • [25].薄膜生产中防止薄膜粘连应用研究[J]. 中国设备工程 2020(18)
    • [26].“长寿薄膜”问世 寿命高达25年[J]. 橡塑技术与装备 2017(04)
    • [27].基于动力学标度法的a-C:H薄膜表面微观形貌的演变机理研究[J]. 原子能科学技术 2017(04)
    • [28].欧盟创新型中小企业研制成功过滤薄膜自清洁技术[J]. 化工管理 2014(34)
    • [29].欧盟创新型中小企业研制成功过滤薄膜自清洁技术[J]. 分析测试学报 2014(12)
    • [30].欧盟创新型中小企业研制成功过滤薄膜自清洁技术[J]. 企业技术开发 2014(34)

    标签:;  ;  ;  ;  

    等离子体增强化学气相沉积类金刚石薄膜的研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢