發(fā)布時間：2021-08-09 09:38

　　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的混合氣體為反應源,成功制備了SiO_x薄膜.通過測量放電的電流-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成分.研究結(jié)果表明,占空比對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,薄膜中無機成分也相應增加. 

【文章來源】：東華大學學報(自然科學版). 2017,43(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１試驗裝置圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｐｐａｒａｔｕｓ

第１期任吉達，等：常壓射頻放電占空比對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，不同的占空比對于６９６（Ａｒ）和７７７ｎｍ（Ｏ）處的特征譜線強度影響不大，而４２４ｎｍ（ＳｉＯ）處的特征譜線隨著占空比的增大而增強．這進一步驗證了占空比對射頻放電強度影響不大，但占空比對等離子體中單體的裂解和化學反應有很大的影響［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，ＳｉＯｘ薄膜表面平整光滑．而隨著占空比逐漸增加到７０％時，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期，ＨＭＤＳＯ單體分子受到電子撞擊裂解成自由基團和活性粒子，在氣相氛圍中這些自由基團和活性粒子形成細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，進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，ＳｉＯｘ薄膜表面平整光滑．而隨著占空比逐漸增加到７０％時，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期，ＨＭＤＳＯ單體分子受到電子撞擊裂解成自由基團和活性粒子，在氣相氛圍中這些自由基團和活性粒子形成細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，進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期受到電子撞擊而裂解產(chǎn)生的活性粒子，其不會在等離子體關(guān)閉時期衰亡，而存在于整個放電周期．隨著占空比的增大，單位放電周期內(nèi)等離子體放電時間增加，更多的ＨＭＤＳＯ單體分子裂解產(chǎn)生自由基團和活性粒子．文獻［１３］研究認為，等離子體聚合過程主要發(fā)生在脈沖開啟時期，在脈沖開啟時期薄膜的沉積速率遠比脈沖關(guān)閉時期大．因此，隨著占空比的增大，

【參考文獻】：
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)大學學報. 2008(01)



本文編號：3331830