采用常壓射頻等離子體放電技術(shù),以六甲基二硅氧烷（HMDSO）和Ar的混合氣體為反應(yīng)源,成功制備了SiO_x薄膜.通過測(cè)量放電的電流-電壓曲線以及發(fā)射光譜,研究不同占空比對(duì)射頻放電段放電特性的影響;利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線能譜儀（EDS）以及X射線光電子能譜（XPS）研究了不同占空比放電條件下沉積的SiO_x薄膜的表面形貌與化學(xué)成分.研究結(jié)果表明,占空比對(duì)射頻放電段的放電特性影響不大,但是隨著放電脈沖占空比的增加,薄膜表面變得不平滑,橢球形顆粒增多,薄膜中無機(jī)成分也相應(yīng)增加. 

【文章來源】：東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017,43(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１試驗(yàn)裝置圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｐｐａｒａｔｕｓ

第１期任吉達(dá)，等：常壓射頻放電占空比對(duì)ＳｉＯｘ薄膜形貌和成分的影響集都在射頻脈沖放電維持階段．由圖２（ｂ）可知，在調(diào)制頻率不變時(shí)，不同的占空比對(duì)于６９６（Ａｒ）和７７７ｎｍ（Ｏ）處的特征譜線強(qiáng)度影響不大，而４２４ｎｍ（ＳｉＯ）處的特征譜線隨著占空比的增大而增強(qiáng)．這進(jìn)一步驗(yàn)證了占空比對(duì)射頻放電強(qiáng)度影響不大，但占空比對(duì)等離子體中單體的裂解和化學(xué)反應(yīng)有很大的影響［６－７，１６］．（ａ）電流－電壓曲線圖（ｂ）發(fā)射光譜圖圖２不同占空比下射頻脈沖調(diào)制輝光放電電流－電壓曲線圖和發(fā)射光譜圖Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔ－ｖｏｌｔａｇｅｃｕｒｖｅｓａｎｄｏｐｔｉｃａｌｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆＲＦｐｕｌｓｅｍｏｄｕｌａｔｅｄｇｌｏｗｄｉｓｃｈａｒｇｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｕｔｙｃｙｃｌｅｓ２．２不同占空比放電對(duì)ＳｉＯｘ薄膜形貌的影響不同占空比下ＳｉＯｘ薄膜表面形貌的ＳＥＭ照片如圖３所示．從圖３（ａ）中可以看出，在占空比為３０％時(shí)，ＳｉＯｘ薄膜表面平整光滑．而隨著占空比逐漸增加到７０％時(shí)，薄膜表面產(chǎn)生了大量的橢球形顆粒（圖３（ｃ））．在等離子體放電脈沖開啟時(shí)期，ＨＭＤＳＯ單體分子受到電子撞擊裂解成自由基團(tuán)和活性粒子，在氣相氛圍中這些自由基團(tuán)和活性粒子形成細(xì)微的顆粒粉末并沉積在基片上，然后與吸附在基片上的單體反應(yīng)，進(jìn)一步聚合生成顆粒薄膜［１７］．在等離子氣相中不同的粒子壽命不同，電子的壽命約為幾十微秒，離子的壽命約為１００μｓ，而活性中性粒子的壽命為幾十毫秒［１８］．因

大的影響［６－７，１６］．（ａ）電流－電壓曲線圖（ｂ）發(fā)射光譜圖圖２不同占空比下射頻脈沖調(diào)制輝光放電電流－電壓曲線圖和發(fā)射光譜圖Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔ－ｖｏｌｔａｇｅｃｕｒｖｅｓａｎｄｏｐｔｉｃａｌｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆＲＦｐｕｌｓｅｍｏｄｕｌａｔｅｄｇｌｏｗｄｉｓｃｈａｒｇｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｕｔｙｃｙｃｌｅｓ２．２不同占空比放電對(duì)ＳｉＯｘ薄膜形貌的影響不同占空比下ＳｉＯｘ薄膜表面形貌的ＳＥＭ照片如圖３所示．從圖３（ａ）中可以看出，在占空比為３０％時(shí)，ＳｉＯｘ薄膜表面平整光滑．而隨著占空比逐漸增加到７０％時(shí)，薄膜表面產(chǎn)生了大量的橢球形顆粒（圖３（ｃ））．在等離子體放電脈沖開啟時(shí)期，ＨＭＤＳＯ單體分子受到電子撞擊裂解成自由基團(tuán)和活性粒子，在氣相氛圍中這些自由基團(tuán)和活性粒子形成細(xì)微的顆粒粉末并沉積在基片上，然后與吸附在基片上的單體反應(yīng)，進(jìn)一步聚合生成顆粒薄膜［１７］．在等離子氣相中不同的粒子壽命不同，電子的壽命約為幾十微秒，離子的壽命約為１００μｓ，而活性中性粒子的壽命為幾十毫秒［１８］．因此，ＨＭＤＳＯ單體在等離子體開啟時(shí)期受到電子撞擊而裂解產(chǎn)生的活性粒子，其不會(huì)在等離子體關(guān)閉時(shí)期衰亡，而存在于整個(gè)放電周期．隨著占空比的增大，單位放電周期內(nèi)等離子體放電時(shí)間增加，更多的ＨＭＤＳＯ單體分子裂解產(chǎn)生自由基團(tuán)和活性粒子．文獻(xiàn)［１３］研究認(rèn)為，等離子體聚合過程主要發(fā)生在脈沖開啟時(shí)期，在脈沖開啟時(shí)期薄膜的沉積速率遠(yuǎn)比脈沖關(guān)閉時(shí)期大．因此，隨著占空比的增大，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]射頻等離子體聚合沉積六甲基二硅氧烷[J]. 王迎,李淳.  大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)



本文編號(hào)：3331830