沉积偏压对脉冲激光沉积CNx薄膜结构和性能的影响

摘要：

采用脉冲激光沉积(PLD)法在不同直流负偏压下烧蚀石墨靶材，在单晶Si片上沉积CNx薄膜。利用X射线光电子能谱(XPS)、Raman光谱和扫描电子显微镜对薄膜的化学成分、价键状态、表面形貌进行了表征，并借助于涂层附着力自动划痕仪和纳米压痕仪分别测试了膜-基结合力及薄膜硬度。结果表明：偏压辅助PLD技术显著提高了薄膜的氮含量，膜-基结合力和沉积速率分别随着负偏压值单调增加和减少。结合XPS和Raman分析得出：当偏压Vb=-40 V时，价键摩尔含量x(sp3)和x(sp3)C-N达到最大值及D峰与G峰强度比ID/IG达到最小值(2.2)。薄膜中sp3杂化键比例的提升有助于CNx薄膜构建类金刚石结构和网状结构且薄膜硬度与x(sp3)和x(sp3)C-N值的变化呈现出了正比例关系。

关键词：氮化碳薄膜、脉冲激光沉积、组织结构、机械性能、偏压

分类号：O484(固体物理学)

资助基金：浙江省自然科学基金Y4110645资助项目。

在线出版日期：2013-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1265-1270