物理气相沉积（PVD）制备石墨类薄膜.pdf

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1、物理气相沉积（PVD)制备石墨类薄膜Physicalvapordepositiongraphitetypeoffilm范洪远大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的.学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作!及取得的研究成杲。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为荻得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料

2、若有不实之处，由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名:*故曰期：乃《年/月？曰大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解有关保护知识产权及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的in识产柄单位龎大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使斥论文丁作成畢时罢名鱼位仍然为大连交通大学一。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。太人#枋大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以釆用影印、缩印或扫描等复

3、制手段保存或汇编本学位论文。‘(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名:杳故导师签名分类号：学校代号：10150UDC：密级：学号：全日制专业硕士学位论文物理气相沉积（PVD）制备石墨类薄膜Physicalvapordepositiongraphitetypeoffilm学生姓名：范洪远校内导师及职称：李剑锋副教授企业导师及职称：董杰高级工程师工程领域：薄膜材料新能源研究方向：薄膜与材料表面新技术论文类型：应用研究申请学位：工程硕士论文答辩日期：年月日学位授予单位：大连交通大学摘要摘要随着现代科技的进步和工业化的发展，非晶碳薄膜因其优良的性能已经广泛的被应用到各个领域。由于

4、非晶碳膜具有高的电阻率和较强的绝缘性，使其在电学、微电子领域有着很好的应用，可作为光刻电路板的掩膜，在大规模生产集成电路的过程中起着不可替代的作用。具有良好化学稳定性的非晶碳膜，在场发射性能方面研究的较多，研究发现不会对其他元器件造成污染且在发射过程中电流稳定。非晶碳薄膜制备常规方法如化学气相沉积(CVD)、微波沉积法，等离子体电沉积，脉冲辉光PECVD以及物理沉积方式如磁控溅射、离子注入。相比传统的物理气相沉积，直流非平衡磁控溅射和强流脉冲离子束方法因为其特有的工作原理及鲜明的技术优势成为替代的主要手段。本文论述了薄膜技术的发展,介绍了国内外非晶碳薄膜研究进展，模拟了碳离子注入硅及金属

5、基体的扩散过程、离子分布以及入射射程，在此基础上进一步研究了直流非平衡磁控溅射制备非晶碳膜的原理、工艺，并对制备的非晶碳膜进行了检测分析。对所制备的样品进行了真空退火处理，检测分析了退火后的非晶碳薄膜。运用取向附生法,即应用强流脉冲离子束技术辐照不同的基体，利用生长基质原子结构“种”出大量碳原子，通过真空退火处理使之前吸收的大量碳原子浮到基体表面，对最终它们可长成完整的一层石墨烯的可能性进行了研究。实验结果表明，采用直流非平衡磁控溅射在不同基体材料上制备了非晶碳薄膜，经过真空退火处理后非晶碳膜薄膜组织内应力得到缓解，表面变得光亮，表面形貌发生了变化表面形貌发生了变化，通过对比分析得出，制

6、备非晶碳薄膜最佳工艺为工艺四，其经800℃真空退火后薄膜表面平整、致密效果好。经强流脉冲离子束(HIPIB)辐照后的样品表面形貌发生了变化，碳元素含量升高，样品表面粗糙度明显升高。对辐照后硅样品的截面进行了线扫描，碳离子注入的深度与扫描得出的深度基本一致。对真空退火后铒试样表面进行扫描和EDS分析，发现样品表面形貌发生了变化，碳元素含量进一步升高。关键词：直流非平衡磁控溅射；强流脉冲离子束；非晶碳薄膜；真空热处理I大连交通大学全日制专业硕士学位论文AbstractWiththeprogressofmodernscienceandtechnologyandthedevelopmentofi

7、ndustrialization,theamorphouscarbonfilmbecauseofitsgoodperformancehasbeenwidelyappliedtovariousfields.Duetotheamorphouscarbonfilmhashighresistivityandgoodinsulation,makeithasagoodapplicationinthefieldofelectricity,micr