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塑料微球厚有机涂层制备研究

时间:2019-12-21 18:43:29  来源:  作者:  浏览量: 0
简介: 基金项目:国家“863”惯性约束聚变领域资助课题(863~416-3~3.2)3衬底位置对沉积速率的影响沉积速71994-2015ChinaAcademic 1实验11使用反式-2-丁烯的LPP-CVD法采用LPP-CVD方法

基金项目:国家“863”惯性约束聚变领域资助课题(863~416-3~3.2)3衬底位置对沉积速率的影响沉积速71994-2015ChinaAcademic 1实验11使用反式-2-丁烯的LPP-CVD法采用LPP-CVD方法制备CxHi-x薄膜时,通常使用反式-2-丁烯和H2为工作气体,背景真空(包括整个管道系统)为5MPa,工作真空为12Pa,H2流量为010cm3/min,反式-2-丁烯流量为0.5cm3/min,射频输入功率为15W.实验装置示于。

  为获得最大沉积速率,实验研究了电子密度和电子温度与氢气流量的关系。实验结果示于。由可见:2分压约为3Pa时,电子密度最高,此时的电子温度最稳定。实验中选定H2分压约为3Pa时,改变单体反式-2-丁烯的分压进行最佳工作条件研究。

  11.1射频功率对沉积速率的影响CxH1一x薄膜的沉积速率与射频功率的关系示于。

  沉积速率随功率P的增加而提高,当P>60W时,沉积速率对功率的变化变得不敏感,趋于饱和。而且,当P>40W后,得到的CxH1-x膜脆易碎。可见:用增加RF功率来提高沉积速率是不可行的。从可看到,尽管功率达到80W,但沉积速率仍仅为1. 1.2H2含量对沉积速率的影响沉积速率与H2与反式-2-丁烯的比例有关,沉积速率随H2含量的增加而下降。

  率与衬底位置有关,衬底位于石英腔口附近时,可获得最大的沉积速率;位于腔口内部和外部时,有近似对称的沉积速率。

  由以上结果可以看出:使用反式-2-丁烯为气体源时,在相同分压下,沉积速率对输入RF功率呈现饱和特征,大输入功率下沉积的CxH1-x薄膜易破碎;即使在优化工艺参数下,CxHh.薄膜的沉积速率也仅约为1Pm(球面上约为0.25/%i)。以这样的沉积速率在靶球表面上沉积50/%i以上的涂层最少需200h以上的沉积时间,这对最终靶球涂层的光洁度及薄膜质量极为不利。提高RF频率,使用倍频或三倍频,有望提高沉积速率,但目前工业用射频电源的频率大多采用13. 56MHz其倍频射频电源无市售产品;吏用脉冲微波CVD或螺旋波等离子体CVD新型等离子源可将电子密度提高2 ~3个数量级,但需更新设备。在现有设备条件下,使用反式-2-丁烯为气体源涂敷CxHn涂层尚存在较大的技术障碍。

  1.2使用苯乙烯的LPP-CVD法使用苯乙烯和H2为工作气体时,气路装置稍需改变。苯乙烯为液体,须加热并需控制与反式-2-丁烯相比,在同样的H2分压、H2流量和单体分压条件下,沉积速率有较大提高。

  实验结果表明:当H2分压为3.2Pa、H2流量为15cm3/min、苯乙烯分压为5.3Pa、功率为15W时,沉积速率约为4/%i/h.这样,在较小的RF功率下可获得较大的沉积速率,薄膜质量良好,并易在空气中保存。中示出了沉积速率随功率的变化。其中,实测点与预测曲线符合良好。

  2分析与讨论2.1薄膜结构对分别以反式-2-丁烯和苯乙烯为气源制薄膜进行了UV-VIS谱分析(图其蒸气压妹能获得遽定蟒气流量。以苯乙Pu」g紫外可见磲射谱图可以看膈燃式-2-丁烯为气体源制备的CxHi-x薄膜的谱图上,在400nm以内的紫外区出现了吸收峰,这说明存在sp2杂化的C原子,在可见和近红外区出现弱的吸收包,表明存在弱的吸收;在以苯乙烯为气体源制备的CxHi-x薄膜的谱图上,除了在400nm以内的紫外区出现了吸收峰外,还出现了3个尖峰,它们表征着3个不同的化学环境。在可见和近红外区出现振动曲线,表明薄膜较为透明。这说明,以两种不同气体源制备的CxHx薄膜结构存在着细微差异。

  实验比较了在不同RF功率下苯乙烯气体源制备的CxHi-x薄膜的透射谱。结果表明:当RF功率为15W时,制备的CxHi一x薄膜是最好的。

  2塑料微球专用反弹盘1反弹盘(0碰了压电陶瓷片魅震ni动源。当压电陶瓷片两段施加某一频率的交变电源后,由压电效应产生机械震动,并带动微球在盘内跳动。实验证实,采用玻璃制成的反弹盘具有较好的机械震动效果。

  2.3衬底上施加偏压表1列出了在玻璃和硅衬底上施加不同偏压时CxHi-x薄膜的膜厚分布。当在衬底上施加100V负偏压时,平面上的膜厚均性大为改善,且在硅片上沉积的膜厚均性最佳。

  表1衬底上施加偏压对膜厚均匀性的影响Table1Theeffectofsubstrate 5.739注:沉积条件为H2分压3Pa苯乙烯分压6PaH2流量15cm3/minRF功率15W.;3塑料微球表面碳氢涂层的涂敷以苯乙烯和H2为工作气体在H2分压为2Pa>H2流量为15cm3/min、苯乙烯分压为5.3Pa、RF功率为15W的优化工艺条件下,结合反弹盘技术在塑料微球上涂敷了一层厚40~801的〔1-1涂层。在上述工艺条件下,CxHh薄膜的沉积速率约为4Mm/h.经狈试,微球表面碳氢涂层的表面均方根粗糙度

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