bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2023-21-4-33-39bsuir-3678Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSФормирование алмазоподобных углеродных покрытий методом химического осаждения в плазме высокой плотностиFormation of Diamond-Like Carbon Coatings by Chemical Deposition in High Density PlasmaЛеоновичН. В.LeonovichN. V.

Леонович Никита Викторович - младший научный сотрудник центра междисциплинарных исследований научно-исследовательской части (НИЧ).

220013, Минск, ул. П. Бровки, 6. Тел.: +375 17 293-23-04

Leonovich Nikita Victorovich - Junior Researcher at the Center for Interdisciplinary Research of R&D Department.

220013, Minsk, Р. Brovki St., 6. Tel.: +375 17 293-23-04

n.leonovich@bsuir.byТовтП. Д.TovtP. D.

Инженер-электроник центра междисциплинарных исследований НИЧ.

Минск

Pavel D. Tovt - Electronics Engineer at the Center for Interdisciplinary Research of R&D Department.

Minsk

КотовД. А.KotovD. A.

Кандидат технических наук, доцент кафедры микро- и наноэлектроники, заместитель начальника центра междисциплинарных исследований НИЧ.

Минск

Dmitry A. Kotov - Cand. of Sci., Associate Professor at the Department of Micro- and Nanoelectronics, Deputy Chief of the Center for Interdisciplinary Research of R&D Department.

Minsk

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2023280820232143339Copyright © Леонович Н.В., Товт П.Д., Котов Д.А., 20232023Леонович Н.В., Товт П.Д., Котов Д.А.Leonovich N.V., Tovt P.D., Kotov D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/3678

В статье представлен разработанный технологический реактор для формирования алмазоподобного углеродного покрытия на подложках диаметром до 200 мм методом химического осаждения из газовой фазы в индуктивно-связанной плазме высокой плотности при рабочем давлении менее 5 Па. Приведены результаты экспериментальных исследований по получению алмазоподобного углеродного покрытия в данном реакторе. Установлены зависимости скорости осаждения углеродного покрытия от мощности ВЧ-разряда, рабочего давления и расхода пленкообразующего газообразного реагента. Рассмотрены режимы получения алмазоподобных углеродных покрытий с наилучшими механическими свойствами при следующих параметрах процесса: ВЧ-мощность – 600–900 Вт, расход газа прекурсора – 15–50 см3/мин, соотношение объемов плазмообразующего и пленкообразующего газов – 3:1 при остаточном давлении в рабочей камере не более 4 Па. С помощью метода спектроскопии комбинационного рассеяния показано, что в покрытиях, полученных при эффективных режимах, в значительном количестве содержится алмазоподобная фаза.

A developed technological reactor for the formation of a diamond-like carbon coating on substrates up to 200 mm in diameter by chemical vapor deposition in high-density inductively coupled plasma at an operating pressure below 5 Pa is described. The results of experimental studies on obtaining a diamond-like carbon coating in the developed reactor are presented. The dependences of the rate of deposition of a diamond-like carbon coating on the power of the RF discharge, the operating pressure, and the consumption of the film-forming gaseous reagent have been established. Also, for the developed technological reactor, the modes for obtaining diamond-like carbon coatings with the best mechanical properties were established with the following process parameters: RF power 600–900 W, precursor gas flow rate 15–50 cm3/min, the ratio of plasma-forming gas volumes to film-forming gas volume 3:1 at a residual pressure in the working chamber of not more than 4 Pa. It has been shown by Raman spectroscopy that the coatings obtained under efficient conditions contain a significant amount of a diamond-like phase.

алмазоподобное углеродное покрытиеплазма высокой плотностииндуктивно-связанная плазмаспектроскопия комбинационного рассеянияdiamond-like carbon coatinghigh-density plasmainductively coupled plasmaRaman spectroscopyReferencesDiamon-Like Carbon Coating Made by RF Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition for Protective Antireflective Coatings on Germanium / V. Ashish [et al.] // Procedia Materials Science. 2014. No 5. Р. 1015–1019.Ashish V., Ankit K., Niranjan Reddy K., Chellamalai M., Shashikumar P. V. (2014) Diamon-Like Carbon Coating Made by RF Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition for Protective Antireflective Coatings on Germanium. Procedia Materials Science. (5), 1015–1019.Упрочнение алмазоподобных углеродных покрытий для оптических материалов / Ю. Миронов [и др.] // Российско-израильский двусторонний семинар. 2014. Вып. 2. С. 52–59.Mironov Y., Stepanov R., Osipkov A., Belyaeva A., Makeev M. (2014) Strengthening Diamond Like Carbon Coatings for Optic Materials. Russian – Israeli Bi-National Workshop. (2), 52–59 (in Russian).Робертсон, Дж. Алмазоподобный аморфный углерод / Дж. Робертсон // Материаловедение и инженерия. 2002. Т. 37. С. 129–281. DOI: 10.1016/S0927-796X(02)00005-0.Robertson J. (2002) Diamond-Like Amorphous Carbon. Materials Science and Engineering. 37, 129–281. DOI: 10.1016/S0927-796X(02)00005-0 (in Russian).Effect of the RF Bias on the Plasma Density in an Argon Inductively Coupled Plasma / H.-W. Lee [et al.] // Physics of Plasmas. No 27. 093508 р. https://doi.org/10.1063/5.0015555.Lee H.-W., Kim K.-H., Seo J.-I., Chung C.-W. (2020) Effect of the RF Bias on the Plasma Density in an Argon Inductively Coupled Plasma. Physics of Plasmas. (27), 093508.Ясюнас, А. А. Влияние распределения магнитного поля на разрядные параметры источника индукционного разряда / А. А. Ясюнас, Д. А. Котов // «Молодежь в науке – 2014», приложение к журналу «Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі», в 5 ч. Минск, 2015. Ч. 3. Серия физикотехнических наук. С. 49–53.Yasyunas A. A., Kotov D. A. (2015) The Influence of the Distribution of the Magnetic Field on the Discharge Parameters of the Source of the Induction Discharge. Youth in Science – Supplement to the Journal “News of the National Academy of Sciences of Belarus”, at 5 Part. Minsk, Part 3. Series of Physical and Technical Sciences. 49–53 (in Russian).Raman Microspectroscopy of Soot and Related Carbonaceous Materials: Spectral Analysis and Structural Information / A. Sadezky [et al.] // Carbon. 2005. No 43. Р. 1731–1742.Sadezky A., Muckenhuber H., Grothe H., Niessner R., PÖschl U. (2005) Raman Microspectroscopy of Soot and Related Carbonaceous Materials: Spectral Analysis and Structural Information. Carbon. (43), 1731–1742.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.