刻蚀工艺对四面体非晶碳膜生长及其性能的影响

• 作者: 吴晓春 左潇 李晓伟 汪爱英 谢仕芳 郭婷 郭鹏
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 四面体非晶碳膜 辉光刻蚀 电弧刻蚀 刻蚀时间 结构
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术
• 页码范围: 143-149
• 页数: 7页
• 分类号: TQ127.1
• 字数: 4378字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.04.024

摘要

目的 研究不同等离子体刻蚀工艺对基体和四面体非晶碳膜(ta-C)的影响,并进一步考察不同电弧等离子体刻蚀时间对ta-C薄膜结构的影响.方法 采用自主设计研制的45°单弯曲磁过滤阴极真空电弧镀膜设备,进行不同等离子体刻蚀以及ta-C薄膜的沉积.使用等离子体发射光谱仪表征离子种类及其密度,使用椭偏仪表征薄膜厚度,原子力显微镜表征刻蚀后的基体粗糙度,拉曼光谱仪和XPS表征薄膜结构,TEM分析薄膜的膜基界面结构.结果 辉光刻蚀工艺中,作用的等离子体离子以低密度的Ar离子为主;而电弧刻蚀时,作用的等离子体离子为高密度的Ar离子和少量的C离子,并且能够在基体表面形成约15 nm的界面层,并实现非晶碳膜(a-C)的预沉积.随电弧等离子体刻蚀时间增加,ta-C薄膜的sp3含量有所降低.结论 相比于辉光刻蚀,电弧刻蚀利于制备较厚的ta-C薄膜.这主要是因为电弧刻蚀时,基体表面形成良好的界面混合层,并预沉积了非晶碳膜,形成a-C/ta-C的梯度结构,有助于增强膜基结合力.