温度和偏压对HiPIMS沉积类金刚石碳膜电学及电化学性能的影响

摘要： 类金刚石碳（DLC）膜较高的电阻率是其在电子器件应用中的主要缺陷之一。本研究采用高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）工艺在304不锈钢表面制备DLC膜，系统考察了沉积温度与偏压对膜层微观结构、电学/电化学性能、硬度及结合强度的影响。当偏压从0V升至-400V时，DLC膜的sp2/sp3键比例先降后升且表面致密性增强；而沉积温度从100°C升至300°C时，膜层转变为类石墨结构并出现疏松化。增大偏压和沉积温度可降低界面接触电阻（ICR），但当沉积温度达300°C时，DLC膜的耐腐蚀性与硬度显著恶化。300°C沉积的DLC膜呈现软质特性且结合强度优于100°C沉积的硬质膜。综合比较发现：-400V偏压/300°C条件下制备的DLC膜具有最低ICR值；而-400V偏压/100°C条件下制备的DLC膜在ICR、耐腐蚀性及硬度三方面表现最优。