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衬底偏压及衬底/等离子体发生器间距对PACVD法合成a-C:H:SiOx薄膜性能的影响
摘要： 本文通过结合脉冲双极衬底偏压的等离子体辅助化学气相沉积法，利用氩气与聚苯甲基硅氧烷蒸气的混合气体，在硅(100)和玻璃衬底上合成了a-C:H:SiOx薄膜。通过控制衬底偏压负脉冲幅值、衬底与等离子体发生器间距等工艺参数，研究了a-C:H:SiOx薄膜的形成过程。采用纳米压痕技术、原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱分析了薄膜的物理力学特性，并通过静滴法使用水-甘油混合液体测定了接触角和表面自由能。研究发现薄膜性能与采用?；て矫嫣秸氩饬康某牡桌胱拥缌髅芏认喙?。结果表明：在较小衬底/等离子体发生器间距及最佳衬底偏压条件下制备的薄膜具有更高的sp3键合碳含量，因而表现出更高的硬度、杨氏模量和抗塑性变形能力。同时该a-C:H:SiOx薄膜展现出优异疏水性（水接触角约91°）和较低的总表面自由能（约17.9 mN/m）。
关键词： a-C:H:SiOx薄膜，等离子体辅助化学气相沉积（PACVD），拉曼光谱，衬底偏压，傅里叶变换红外光谱（FTIR），润湿性
更新于2025-09-23 15:21:21
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前驱体流速对PACVD法沉积的a-C:H:SiO<sub>x</sub>薄膜物理力学性能的影响
摘要： 本文介绍了在氩气与聚苯基甲基硅氧烷（PPMS）蒸气混合气体中，通过施加脉冲双极偏压于基底，采用等离子体活化化学气相沉积法制备a-C:H:SiOx薄膜的过程。论文探讨了沉积薄膜的物理力学性能与PPMS前驱体流速的依赖关系。利用傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱确定了沉积薄膜的结构。采用纳米压痕法对a-C:H:SiOx薄膜的力学性能（硬度和弹性模量）进行表征，并通过硬度与弹性模量评估其耐久性（H/E）和抗塑性变形能力（H3/E2）?；诩釉?卸载曲线计算弹性恢复率。研究表明：当PPMS流速在35-287微升/分钟范围内增加时，薄膜沉积速率从17提升至221纳米/分钟，且在此过程中硬度、弹性模量及弹性恢复率等力学性能均未劣化。当流速为175微升/分钟时，耐久性和抗塑性变形能力达到最大值，分别为0.12和203兆帕。
关键词： PPMS（原位磁化率测量系统）、a-C:H:SiOx薄膜、PACVD（等离子体增强化学气相沉积）、力学性能、纳米压痕
更新于2025-09-09 09:28:46