Формирование алмазоподобных углеродных покрытий методом химического осаждения в плазме высокой плотности

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.

1. Diamon-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.

2. Упрочнение алмазоподобных углеродных покрытий для оптических материалов / Ю. Миронов [и др.] // Российско-израильский двусторонний семинар. 2014. Вып. 2. С. 52–59.

3. Робертсон, Дж. Алмазоподобный аморфный углерод / Дж. Робертсон // Материаловедение и инженерия. 2002. Т. 37. С. 129–281. DOI: 10.1016/S0927-796X(02)00005-0.

4. 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.

5. 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.

6. Raman Microspectroscopy of Soot and Related Carbonaceous Materials: Spectral Analysis and Structural Information / A. Sadezky [et al.] // Carbon. 2005. No 43. Р. 1731–1742.