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《射頻功率對F-DLC薄膜結(jié)構(gòu)及場發(fā)射性能的影響-論文.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)第34卷第5期538CH畹JOURNALOFVACUUMSCIENCEANDTECHNOI_DGY2014年5月射頻功率對F—DLC薄膜結(jié)構(gòu)及場發(fā)射性能的影響蔣愛華邵紅娟楊端翠肖劍榮(桂林理工大學(xué)理學(xué)院桂林541004)E仃eetofRFPoweronFieldEmissionCharacteristicsofFluorinatedDiamond．。Like．．CarbonFilmsJianghua，ShaoHongjuan，YangDuancui，XiaoJianrong(Colle
2、geofScience，GuilinUniversityofTechnology，Guilin541004，Ch／na)AbstractThefluorinateddiamond-like—carbon(F—DLC)thinfilmsweregrownbyradiofrequencyplasmaenhanced-chemicalvapordeposition(RF-PECVD)．Theimpactsofthedepositionconditions，includingtheRFpower，ratioof
3、CF4andCH4flowrates，anddepositionrate，onthemicmstmctureandpropertiesoft}leF—DLCwereevaluated．Thefilmswerecharacterizedwitllatomicforcemicroscopy，X—rayphotoelectronspectroscopy，andRamanspectroscopy．TheresultsshowthatF-dopingandRFpowerhaveamajorimpactontheF
4、—DLCfilms．Forexample，astheRFpowerincreased，thesmoothandcompactsurfacesbecameslightlyrougher，accompaniedwithanincreaseofspstructure；anditsfieldemissioncur—rentdensityincreasedbuttheonsetvoltagedecreased，possiblybecauseofslkrface．,ugherringandgraphitizatio
5、n．KeywordsF—DLCthinfilms，Radiofrequencypower，Surfacemorphology，Bondstructure，F(xiàn)ieldemissionproperties摘要采用射頻等離子體化學(xué)增強(qiáng)型氣相沉積法，以CF4和cH4為源氣體，氬氣為載氣，在不同射頻功率下制備了摻氟類金剛石(F-DLC)薄膜樣品。用原子力顯微鏡觀測了樣品的表面形貌，用X射線光電能譜儀及拉曼光譜儀等表征方法對樣品的鍵合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測試、分析。結(jié)果顯示：薄膜表面致密均勻，射頻功率增加，薄膜表面均方根粗糙
6、度增大，膜內(nèi)印雜化結(jié)構(gòu)相對含量增加。樣品的場發(fā)射性能測試顯示：高射頻功率下制備的F-DLC薄膜樣品的場發(fā)射閾值低，場發(fā)射電流密度升高。其主要原因是：隨著射頻功率的增加，薄膜的表面粗糙度增大及薄膜的石墨化程度增加引起。關(guān)鍵詞F．DLC薄膜射頻功率表面形貌鍵合結(jié)構(gòu)場發(fā)射性能中圖分類號：TN304文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10．3969／j．ism。1672—7126．2014．05．19類金剛石(DLC)薄膜由于其構(gòu)成主要單元——性材料，它具有較低的介電常數(shù)、低折射率、透光性碳原子的價(jià)電子軌道存在sp、sp和s
7、p雜化三種好、耐腐蝕，是一種極有潛力的集成電路電介質(zhì)、光構(gòu)型，使之具有優(yōu)異、多樣的物理、化學(xué)性能，如寬帶學(xué)保護(hù)、醫(yī)用防水材料等的候選材料[6-9J。由于F．隙、高硬度、耐腐蝕、摩擦系數(shù)小等性質(zhì)，已被廣泛應(yīng)DLC薄膜多樣的鍵合結(jié)構(gòu)對其物理性能的決定性影用于機(jī)械、電子、軍事、航空和光電子等諸多領(lǐng)響，特別對其電學(xué)性能的影響更為顯著，使得FDLC域[1—5l。薄膜的化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)和性能的研究一直備受人們的高氟化類金剛石(F．D)薄膜是一種DLC薄膜改度重視L10J。收稿日期：2013-04-18基金項(xiàng)目：國家自然科
8、學(xué)基金資助項(xiàng)目(11064003；11364011)；廣西區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2010GXNSFA013122)*聯(lián)系人：E-mail：xjr@glut．edu．cn真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)第34卷中原因，這應(yīng)該是在高射頻功率下，真空室內(nèi)等離子詳細(xì)結(jié)果見表1。由表可見，隨著射頻功率由5Ow體的能量較高，粒子對薄膜表面刻蝕作用增大，使得增加到100W，樣品內(nèi)印結(jié)構(gòu)的百分比含量略有增其表面的一些不牢固的結(jié)合破裂，導(dǎo)致在薄膜中出加，而當(dāng)射頻功率增加到2
