基片温度对强流脉冲离子束烧蚀等离子体沉积类金刚石薄膜结构和性能的影响
利用强流脉冲离子束(High-intensity pulsed ion beam-HIPIB)烧蚀等离子体技术在Si(100)基体上沉积类金刚石(Diamond-like carbon-DLC)薄膜,基片温度的变化范围从25 ℃(室温)到400 ℃.利用Raman谱、X射线光电子谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)研究基片温度对DLC薄膜的化学结合状态、表面粗糙度、薄膜显微硬度和薄膜内应力的影响.根据XPS和Raman谱分析得出,基片温度低于300 ℃时,sp3C杂化键的含量大约在40%左右;从300 ℃开始发生sp3C向sp2C的石墨化转变.随着沉积薄膜时基片温度的提高,DLC薄膜中sp3C的含量降低,由25 ℃时42.5%降到400 ℃时8.1%,XRD和AFM分析得出,随着基片温度的增加,DLC薄膜的表面粗糙度增大,薄膜的纳米显微硬度降低,摩擦系数提高,内应力降低.基片温度为100 ℃时沉积的DLC薄膜的综合性能最好,纳米显微硬度22 GPa,表面粗糙度为0.75 nm,摩擦系数为0.110.
作 者： 梅显秀 刘振民 马腾才 作者单位： 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024 刊 名： 真空科学与技术学报 ISTIC EI PKU 英文刊名： VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 2003 23(4) 分类号： O484 关键词： 强流脉冲离子束烧蚀等离子体沉积 类金刚石薄膜 结构和性能 基片温度