导　　师： 谷坤明

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 本论文主要研究采用ECR-650复合镀膜设备制备硬质类金刚石碳膜(DLC)涂层的工艺,并对DLC涂层的性能进行了表征。通过采用电子回旋共振微波等离子体气相沉积(ECR-CVD),中频磁控溅射方法分别在单晶硅片上沉积了DLC薄膜。CVD方法中利用C2H2作为DLC薄膜的碳源,氩气为工作气体;中频磁控溅射利用高纯石墨靶材作为碳源,氩气作为工作气体,经过一系列复杂的物理或者化学过程,最终在单晶硅片基底上形成了DLC薄膜,并对其进行了表面形貌分析,计算了磁控溅射法和ECR-CVD法制备DLC薄膜时的沉积速率,分析了薄膜的结构特征,并且测试了薄膜的硬度,弹性模量和薄膜与基底之间的结合力。研究了退火对DLC薄膜性能的影响。采用中频磁控溅射时引入了强磁阴极石墨靶,与普通阴极相比引入的磁性更强,可以约束更多的电子去轰击石墨靶材从而提高离化率和增强碳离子的溅射能量,增大了薄膜的沉积速率。系统地研究了溅射电流,氩气流量和负偏压对于薄膜性能的影响。得出了溅射电流为0.85 A,氩气流量为20 sccm,负偏压为50 V时制备的DLC薄膜的硬度性能最好,测出了硬度值为17.8 GPa,此时的薄膜与基底之间的结合力为18.48 mN。ECR-CVD引入了尖端放电原理制备DLC薄膜,目的是为了增大等离子体密度及试验一些极端实验条件对DLC薄膜成膜性能的影响。与普通方式下的ECR-CVD制备的DLC薄膜相比,整体的DLC薄膜的硬度性能更好。用ECR-CVD方法制备的DLC薄膜硬度可到达30 GPa左右,硬度值最高的为30.84 GPa,并且薄膜与基底之间的结合力为103.93 mN。所以得出ECR-CVD法制备DLC薄膜的硬度性能和薄膜与基底之间的结合力性能远好于磁控溅射法制备的DLC薄膜的硬度性能与薄膜基底之间的结合力。在工业应用中,ECR-CVD法制备的DLC薄膜的硬度性能已经可以达到作为硬质涂层的硬度要求。退火处理使得DLC薄膜

关 键 词： 薄膜 磁控溅射 强磁阴极 硬度 结合力 退火

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