Синтез алмазоподобных кремний-углеродных пленок методом высокочастотного плазмохимического осаждения

Введение 4

1. Аналитический обзор литературы 6

1.1 Кремний - углеродные пленки 6

1.2 Механические свойства 6

1.3 Химические свойства 9

1.4 Электрические свойства 9

1.5 Оптические свойства 11

1.6 Радиационные свойства 13

1.7 Методы получения 15

1.8 Высокочастотный плазмохимический метод осаждения кремний-углеродных пленок 24

1.9 Выводы по аналитическому обзору литературы 26

2. Экспериментальная часть 27

2.1 Результаты синтеза 27

2.2 Сканирующая зондовая микроскопия 28

2.2.1 Атомно-силовая микроскопия 28

2.3 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 31

2.3.1 Элементный анализ 31

2.3.2 Обзорные спектры образцов 38

Выводы 41

Список использованных источников 42

В течение последних лет специалисты разработали немало технологических приемов осаждения алмазных пленок, толщина которых лежит от сотен ангстрем до нескольких миллиметров. И в настоящее время синтез алмазных и алмазоподобных пленок является актуальной задачей, ведь свойства таких пленок сравнимыми со свойствами алмаза.

Впервые алмазоподобные углеродные пленки (АПП) были получены методом ионно-лучевого осаждения на подложке из кремния, стекла и нержавеющей стали при комнатной температуре С. Айзенбергом и Р. Шабо в 1971 году. В его работах было описано получение твердых прозрачных пленок с удельным сопротивлением 1011Ом∙см и диэлектрической проницаемостью 8,4. Полученные им пленки были неустановленной кристаллической структуры со свойствами близкими к свойствам алмаза. Результаты экспериментов заинтересовали широкий круг исследователей и были неоднократно воспроизведены [1,2].Целью данной работы является отработка методики получения нелегированныхкремний-углеродных пленок методом плазмохимического осаждения и исследование их свойств.

1. Отработана методика получения кремний-углеродных пленок.

2. Модернизированы и изготовлены технологические узлы и агрегаты для вакуумной напылительной установки, необходимые для синтеза кремний-углеродных пленок.

3. Получены образцы кремний-углеродных пленок на ситалловых подложках методом высокочастотного плазмохимического осаждения.

4. Были проведены эксперименты при T=350°C, P=10-3Tорр,U-max=500В,U+max=100В.

Введение 4

1. Аналитический обзор литературы 6

1.1 Кремний - углеродные пленки 6

1.2 Механические свойства 6

1.3 Химические свойства 9

1.4 Электрические свойства 9

1.5 Оптические свойства 11

1.6 Радиационные свойства 13

1.7 Методы получения 15

1.8 Высокочастотный плазмохимический метод осаждения кремний-углеродных пленок 24

1.9 Выводы по аналитическому обзору литературы 26

2. Экспериментальная часть 27

2.1 Результаты синтеза 27

2.2 Сканирующая зондовая микроскопия 28

2.2.1 Атомно-силовая микроскопия 28

2.3 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 31

2.3.1 Элементный анализ 31

2.3.2 Обзорные спектры образцов 38

Выводы 41

Список использованных источников 42

1. Сэтака Н.- Сэймицукикай.- ИСМ.- № 5373.– Киев,1991 // Синтез алмазных пленок и проблемы, связанные с этим синтезом.- Пер. с яп.- 1985.- Т.51.- В.8.- С. 1509-1514

2. Концевой Ю.А. Алмазоподобные плёнки - технология, свойства, применения // Сб. Фундаментальные проблемы российской металлургии на пороге XXI века. – Т. 4. –Под ред. Мильвидского М.Г., Уфимцева В.Б. –М., - 1998.

3. Angus J.C., Hayman C.C. // Science. –1988. –V. 241. –P. 913-921

4. . Robertson, J. Mechanical properties and structure of diamond-like carbon / J. Robertson // Diam. Rel. Mat. 1992. С. 397 – 406.

5. Robertson, J. Mechanicalpropertiesandcoordinationsofamorphouscarbons / J. Robertson //Phys. Rev. Lett. 1992. № 68. С. 220 – 223.

6. Robertson, Philos. Mag. B 76(1997) 335.

7. Концевой Ю.А. Алмазоподобные плёнки - технология, свойства, применения // Сб. Фундаментальные проблемы российской металлургии на пороге XXI века. – Т. 4. –Под ред. Мильвидского М.Г., Уфимцева В.Б. –М., - 1998.

8. Божко А.Д., Шупегин М.Л. // Плазма несамостоятельного газового разряда, как универсальный способ получения полупроводниковых и резистивных материалов со структурой алмазоподобногонанокомпозита. Технический сборник., - МЭИ, - 1996.

9. A.Llie, N.M.J. Conway, B. Kleinsorge, J. Robertson, W. I. Milne, J.Appl. Phys. 10 (1998) 5575.

10. H.Dimigen, H. Hubsch, R. Memming, Appl. Phys. Lett. 50(1987) 1056.

11. A. Grill, V. Patel, S.A. Cohen, Diam. Rel. Mater. 3(1994) 281.

12. http://tydexoptics.com/ru/materials/coatings/dlccoatings/

13. C.W. Chen, J. Robertson, Matter. Res. Soc. Symp. Proc. 498 (1998)

14. X. Shi, H. Fu, K.R. Shi, L.K. Cheach, B.K. Tay, P. hui, J. Phys. Condens. Matter 10 (1998) 9293

15. X.M. He, S.T. Lee, Y.C. Chan, L. Shu, X.S. Miao, J. Phys. Condens. Matter 10 (1998) 929

16. Свирин В.Т., Стогний А.И., Формирование пучка равномерной плотности в холловском ионном источнике с открытым торцом, Приборы и техника эксперимента, 1996, №5.

17. Технологические методы повышения износостойкости контактных площадок режущего инструмента - учебное пособие (Григорьев С.Н., Табаков В.П., Волосова М.А.)

18. Данилин Б.С., Сырчин В.К., Магнетронные распылительные системы, М.: Радио и связь, 1982.