乙炔等离子体放电环境与氢化非晶碳膜光学及电学特性的相关性

摘要： 采用常规等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术，通过乙炔（C2H2）等离子体在玻璃基板上沉积了聚合物及类石墨氢化非晶碳（a-C:H）薄膜。使用工作频率为13.56 MHz的射频容性耦合等离子体（RF CCP）源产生放电。光学发射光谱（OES）结果显示，在506 nm波长处存在强烈的二乙炔离子C4H2+光学发射。能量色散X射线（EDS）测量表明，随着功率增加，沉积薄膜中的碳含量升高。拉曼与红外光谱结果表明：低偏压340 V下沉积的薄膜属于高sp3杂化比例、高含氢量的聚合物型a-C:H；而高偏压877 V下沉积的薄膜则属于低sp3杂化比例、低含氢量的类石墨型a-C:H。通过结合Fano模型表达式与洛伦兹函数对拉曼和红外光谱的高不对称振动模式进行拟合，获得了定量分析数据。本研究表明，C4H2+离子发射强度与沉积薄膜特性之间存在关联。