Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Ионно-плазменные методы нанесения твердых аморфных углеродных покрытий на подложки большой площади

Диссертация: Ионно-плазменные методы нанесения твердых аморфных углеродных покрытий на подложки большой площади
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Другой класс часто используемых технологий нанесения а-С:Н покрытий — методы, в которых создаются преимущественные, с точки зрения химической кинетики, условия для роста алмазоподобного углерода по сравнению с графитоподобным: ХГФО с помощью радиочастотной плазмы, ХГФО с помощью микроволновой плазмы, а также ХГФО в реакторе с горячей нитью. Кроме того, могут быть применены осаждение в струе… Читать ещё >

Ионно-плазменные методы нанесения твердых аморфных углеродных покрытий на подложки большой площади (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Углеродосодержащая плазма и ее применение для осаждения аморфных алмазопо-добных покрытий
    • 1. 1. Основные характеристики углеродосодержащей плазмы используемой для вакуум-но-плазменного осаждения аморфных алмазоподобных покрытий
      • 1. 1. 1. Свойства ионно-плазменных потоков генерируемых при распылении графита в вакууме
      • 1. 1. 2. Газоразрядная плазма в углеводородном газе низкого давления
    • 1. 2. Углеводородная плазма импульсных разрядов атмосферного давления
      • 1. 2. 1. Барьерный разряд
      • 1. 2. 2. Скользящий разряд
  • Выводы к главе 1
  • Глава 2. Экспериментальное оборудование.'
    • 2. 1. Экспериментальная установка для вакуумного ионно-плазменного осаждения алмазоподобных а-С и а-С:Н пленок
      • 2. 1. 1. Магнетронная распылительная система
      • 2. 1. 2. Импульсный источник питания магнетрона
      • 2. 1. 3. Плазменный источник с накаленным катодом
      • 2. 1. 4. Генераторы импульсов напряжения смещения подложки
    • 2. 2. Экспериментальная установка для осаждения а-С:Н пленок в импульсных электрических разрядах атмосферного давления
      • 2. 2. 1. Рабочая камера для осаждения а-С:Н пленок в барьерном разряде
      • 2. 2. 2. Рабочая камера для осаждения а-С:Н пленок в скользящем разряде
      • 2. 2. 3. Генератор биполярных высоковольтных импульсов
    • 2. 3. Измерительное и аналитическое оборудование. Методики измерений характеристик электрических разрядов в газе, параметров образующейся плазмы, а также свойств получаемых покрытий
      • 2. 3. 1. Измерительное и аналитическое оборудование
      • 2. 3. 2. Методика определения характеристик единичной искры скользящего разряда атмосферного давления
      • 2. 3. 3. Методика измерения параметров плазмы разрядов низкого давления
      • 2. 3. 4. Методика исследования структуры а-С и а-С:Н пленок с помощью раманов-ской спектроскопии
      • 2. 3. 5. Методика исследования химического состава а-С:Н пленок, полученных при атмосферном давлении, с помощью просвечивающей ИК-спектроскопии
      • 2. 3. 6. Методики измерения механических и оптических свойств а-С и а-С:Н пленок
  • Глава 3. Получение а-С:Н пленок в углеводородной плазме несамостоятельного дугового разряда низкого давления
    • 3. 1. Параметры плазмы
    • 3. 2. Экспериментальное исследование процесса предварительной плазменно-иммерсионной ионной имплантации подложек в плазме несамостоятельного дугового разряда низкого давления
    • 3. 3. Экспериментальное исследование процесса осаждения а-С:Н пленок на проводящие подложки в плазме несамостоятельного дугового разряда низкого давления
    • 3. 4. Экспериментальное исследование процесса осаждения а-С:Н пленок на диэлектрические подложки в плазме несамостоятельного дугового разряда низкого давления
  • Выводы к главе 3
  • Глава 4. Получение а-С пленок методом импульсного магнетронного распыления графита
    • 4. 1. Параметры плазмы

    4.2. Экспериментальное исследование процесса осаждения а-С пленок на проводящие подложки методом импульсного магнетронного распыления графита, совмещенного с подачей низковольтного напряжения смещения на подложку.

    4.3. Экспериментальное исследование процесса осаждения а-С пленок на проводящие подложки методом импульсного магнетронного распыления графита, совмещенного с подачей высоковольтного напряжения смещения на подложку.

    Выводы к главе 4.

    Глава 5. Осаждение аморфных углеводородных пленок из плазмы импульсных разрядов атмосферного давления.

    5.1. Экспериментальное исследование свойств а-С:Н пленок, осажденных на диэлектрики в барьерном разряде атмосферного давления.

    5.2. Экспериментальное исследование свойств а-С:Н пленок, осажденных на диэлектри ки в скользящем разряде атмосферного давления.

    5.3. Механизм осаждения а-С:Н пленок из метана на диэлектрики в скользящем разряде атмосферного давления.

    Выводы к главе 5.

С момента первого сообщения о получении аморфных алмазоподобных углеродных покрытий (АПП) из пучка ионов [1] можно говорить о постоянном интересе к проблеме синтеза АПП плазменными методами. В связи с этим испытывают бурное развитие соответствующие направления в областях физики плазмы и физики твердого тела, а также плазменные технологии осаждения АПП. Тем не менее, для эффективного промышленного применения последних в широких масштабах необходимо снижать стоимость готовых изделий, главным образом, за счет увеличения производительности. Это может достигаться как повышением скорости роста покрытий, так и увеличением площади обрабатываемой поверхности, для чего требуется решать задачу генерации больших объемов плазмы с заданными характеристиками.

Углерод является основой целого класса материалов вследствие наличия двух аллотропных модификаций (алмаза и графита) и высоких термодинамических активационных барьеров между ними. Значительная роль в большом разнообразии пленгчных материалов отводится углеродным (а-С) и углеродным гидрогенизированным (а-С.Н) АПП. Такие пленки характеризуются экстремально высокой твердостью (до 100 ГПа), низким коэффициентом трения, обладают очень высокой теплопроводностью (в 5 раз выше, чем у меди) и хорошими изоляционными качествами, являются химически инертными, коррозионно-стойкими и биосовместимыми, прозрачными в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах [2]. Наиболее часто АПП используются в качестве износостойких покрытий в трущихся парах [3], а также в качестве защитных покрытий на деталях из мягких оптических материалов, например, на пластиковых линзах [4].

Существуют два класса технологий формирования а-С и а-С:Н пленок — это методы физического газофазного осаждения (ФГФО) и химического газофазного осаждения (ХГФО). К первым относятся дуговое вакуумное катодное распыление графита [5], импульсное лазерное распыление графита [6], распыление с помощью ионного пучка инертного газа [7] (в случае а-С пленок). К методам ХГФО относятся ионно-ассистируемое осаждение из углеводородной плазмы, возбуждаемой ВЧ [8], СВЧ [9], тлеющим [10], или дуговым [11] разрядами в газе (в случае а-С:Н пленок). Различаясь по способу формирования ионно-плазменных потоков, данные технологии имеют одну общую черту — наличие частиц с гипертермальными (десятки и сотни электрон-вольт) энергиями, бомбардирующих поверхность АПП в процессе роста. Еще в 50-х годах теоретически было показано [12], что энергии порядка 100 эВ достаточно для кратковременного (7×10″ 11 с) локального (в области г, размером ~ 1 нм) повышения температуры и давления на поверхности до 3823 К и 1,3×1010 Па соответственно. Подобные условия — переход в область термодинамической стабильности алмаза (высокие давление и температура) и последующая закалка — создаются при искусственном получении кристаллов алмаза, например, взрывным методом. Необходимая энергия может также передаваться атомам углерода, адсорбированным на поверхности а-С пленки, посредством столкновений с ускоренными ионами инертного газа, например, аргона [13]. Таким образом, для формирования а-С или а-С:Н пленки с высоким содержанием алмазоподобной компоненты необходимо, чтобы на каждый осажденный атом углерода приходилась энергия около 100 эВ. По данным, приведенным в [14], дальнейшее повышение энергии частиц вплоть до 1000-^2000 эВ приводит к увеличению доли графитоподобного углерода в покрытии. Это существенно уменьшает прозрачность пленки, но практически не сказывается на ее механических свойствах.

Исключая осаждение А1111 из углеродных или углеводородных ионных пучков, потоки ускоренных частиц на поверхность растущей пленки формируются, в основном, из окружающей углеродосодержащей плазмы, с помощью отрицательного потенциала смещения, подаваемого на подложку. Выбор оптимальных параметров потенциала смещения зависит от многих факторов — свойств подложки, характеристик плазмы — и является одной из ключевых задач в процессе отработки технологии получения АПП. Так как а-С и а-С:Н пленки являются диэлектриками, подача постоянного потенциала смещения приводит к зарядке и пробою растущей пленки. Поэтому, в большинстве случаев используют импульсное напряжение смещения, чтобы в паузах между импульсами поверхность пленки успевала разряжаться. Причем, частота, амплитуда и длительность импульсов определяются таким образом, чтобы, с одной стороны, не допустить зарядки пленки до пробойного напряжения за время импульса, а с другой стороны, обеспечить необходимую энергию (> 100 эВ) на осажденный атом углерода [15]. Последнее условие приводит к тому, что для повышения производительности технологии нанесения АПП недостаточно просто увеличить поступление материала на подложку и размеры обрабатываемой поверхности. Необходимо также поддерживать прежнюю степень энергетического воздействия на поверхность образующегося углеродного покрытия за счет ионной бомбардировки. Очевидно, это может быть достигнуто только в случае достаточной степени ионизации плазмы вблизи подложки. Кроме того, амплитуда и длительность высоковольтных импульсов смещения ограничены из-за возможности пробоев между подложкодержателем и стенками камеры [16].

Как правило, скорость роста а-С и а-С:Н пленок, получаемых методами ФГФО и ХГФО, не превышает 1-г-З мкм/ч и зависит от площади обрабатываемой поверхности, которая обычно составляет несколько десятков квадратных сантиметров [5−11]. Наиболее часто используемыми на сегодняшний день методами ФГФО являются катодное дуговое распыление и импульсное лазерное распыление графита, о которых говорилось выше. Оба.

11 13 3 метода отличаются высокой концентрацией плазмы (n~10 -г10 см") и высокой степенью ионизации (десятки процентов), что позволяет извлекать из нее достаточное число высокоэнергетичных частиц, необходимых для формирования а-С пленки. Однако эти методы не обладают большим потенциалом для масштабирования.

В отличие от них, существующие конструкции катодных узлов магнетронных распылительных систем [17] допускают значительное увеличение протяженности, по крайней мере, в одном направлении. Подобные магнетронные распылительные системы используются для напыления самых разнообразных покрытий [18]. Кроме того, использование MPC позволяет достигать высоких скоростей роста и отсутствия капельной фракции в покрытии. Несмотря на это, использование постоянного магнетронного распыления для осаждения а-С пленок не получило широкого распространения, прежде всего, из-за низкой концентрации (п~109 см" 3) и степени ионизации (5-И0%) плазмы [3, 19, 20]. Очевидно, для повышения концентрации плазмы более чем на порядок, необходимо значительно увеличивать ток магнетронного разряда, что может быть достигнуто только в случае импульсного питания MPC. Это позволило бы использовать данный метод в качестве высокопроизводительной технологии для получения Al 111 на подложках большой площади.

Для формирования а-С:Н пленок методами ХГФО на протяженных поверхностях ключевым моментом является создание больших объемов плазмы с высокой концентрацией (п-~Ю10 см" 1) и степенью однородности вблизи подложки. Единственный существующий на сегодняшний день подобный метод — осаждение Al 111 с помощью ВЧ плазмы — отличается сложностью оборудования и низкими скоростями роста [3, 21]. Более простым в реализации, достаточно легко масштабируемым, и поэтому привлекательным является дуговой разряд в газе низкого давления [22]. Несмотря на то, что применительно к синтезу Ai 111 этот метод еще недостаточно разработан и изучен, его энергетическая эффективность и простота реализации являются стимулирующими факторами для дальнейших исследований в этой области.

Отдельной проблемой, возникающей при синтезе АГТП, является обеспечение адгезии пленки к подложке, что достигается либо образованием химических связей между покрытием и подложкой, либо образованием переходного слоя путем ионного перемешивания [23, 24]. Кроме того, положительную роль может играть также релаксация внутренних напряжений в пленке под действием ионной бомбардировки [25]. Поэтому, необходимо предусмотреть возможность изменения как параметров плазмы, так и параметров напряжения смещения для реализации процессов образования переходного слоя и роста АЛЛ в едином вакуумном цикле.

Другой класс часто используемых технологий нанесения а-С:Н покрытий — методы, в которых создаются преимущественные, с точки зрения химической кинетики, условия для роста алмазоподобного углерода по сравнению с графитоподобным: ХГФО с помощью радиочастотной плазмы [26], ХГФО с помощью микроволновой плазмы [27], а также ХГФО в реакторе с горячей нитью [28]. Кроме того, могут быть применены осаждение в струе дуговой плазмы постоянного тока и др. [29]. В частности, используется то обстоятельство, что графит более подвержен травлению атомарным водородом, кислородом, а также газификации под действием высоких температур на поверхности подложки [30]. Также немаловажно создание благоприятных условий в газовой фазе, наличие тех или иных типов радикалов. Так, химические вещества с тетраэдрическим типом гибридизации электронных орбиталей атомов углерода (метан, адамантан) являются более предпочтительными, чем ненасыщенные углеводороды [31]. Еще один из возможных механизмов формирования Aliil — гомогенная нуклеация в плазме фрагментов метастабильной фазы, их сохранение вследствие закалки и последующее осаждение на подложку. Такой процесс реализуется в случае создания реактивной импульсной плазмы, ее разлета и остывания [32].

Скорость роста АПП в случае их получения названными методами зависит, главным образом, от скорости образования в плазме электрического разряда активных частиц, которые встраиваются в пленку. Это зависит как от начальной концентрации частиц в газе, так и от плотности энергии, вкладываемой в объем. Кроме того, от объемной плотности энергии зависит также химический состав образующихся продуктов реакции, а значит, химический состав и свойства образующегося а-С:Н покрытия [33]. Очевидно, что переход к электрическим разрядам атмосферного давления, при условии достижения высокой объемной плотности выделяющейся энергии, а также сохранения благоприятных условий для роста и закалки алмазоподобного углерода, является перспективным вариантом. Так как свойства АПП зависят не только от ее химического состава, но и от морфологии, необходимо учитывать влияние параметров плазмы на процесс гомогенной нуклеации в газовой фазе и на структуру образующихся фрагментов твердой фазы.

Среди разрядов, протекающих при атмосферном давлении, наиболее привлекательным, с нашей точки зрения, является скользящий разряд по диэлектрику. Во-первых, при определенных условиях в искровом канале скользящего разряда достигается выделение значительной энергии за короткое время (~ 100 не). Это приводит к быстрому разогреву канала до высоких температур (несколько тысяч градусов) и столь же быстрому его охлаждению, способствуя образованию и закалке метастабильных фаз в системе углерод-водород. Во-вторых, вся энергия, вкладываемая в скользящий разряд, выделяется в узком слое (~ 0,1 мм) вблизи поверхности подложки, что делает его энергетически эффективным. В-третьих, кратковременный нагрев поверхности подложки под действием скользящего разряда будет способствовать улучшению адгезии а-С:Н пленки к легкоплавким материалам. И наконец, в-четвертых, используя несложные технические решения имеется возможность наносить а-С:Н покрытия в скользящем разряде на подложки большой площади.

Ближайшим аналогом предлагаемого метода получения АПП является осаждение углеводородных пленок на плоские диэлектрические подложки с помощью плазмы барьерного разряда при атмосферном давлении. Как следует из [34], образующиеся аморфные углеводородные покрытия можно отнести к полимероподобным. В этих работах практически не содержится информации о свойствах пленок и о возможном механизме их роста. Барьерный разряд по своей природе и структуре достаточно близок к скользящему разряду в импульсном режиме — пробой газового промежутка также происходит путем развития одиночных микроразрядов, возникновение которых равновероятно по всей площади электродов. Это позволяет наносить а-С:Н пленки на подложки большой площади. Но гораздо более низкая (по сравнению со скользящим разрядом) объемная плотность энергии, выделяемая в канале микроразряда, по нашему мнению, делает невозможным образование твердых а-С:Н пленок. Тем не менее, проведение более глубокого изучения процесса образования а-С:Н пленок с помощью барьерного разряда необходимо для понимания единого механизма образования АПП в плазме импульсных разрядов атмосферного давления.

Резюмируя вышесказанное, цель работы можно сформулировать следующим образом: проведение исследований, направленных на разработку ионно-плазменных методов и изучение процессов осаждения твердых аморфных углеродных и углеводородных покрытий с высокими скоростями роста и/или на подложки большой площади.

Работа была направлена на решение следующих конкретных задач:

1) Исследование характеристик плазмы дугового разряда низкого давления в метане и аргоне в режимах ионно-ассистированного осаждения а-С:Н пленки’и ПИИИ подложки. Изучение влияния параметров импульсного напряжения смещения на свойства а-С:Н пленок в случае как проводящих, так и диэлектрических подложек.

2) Исследование пространственно распределения и динамики плазмы, образующейся при импульсном магнетронном распылении графита. Изучение влияния параметров импульсного напряжения смещения, подаваемого на подложку синхронно с импульсным распылением графита, на свойства образующейся а-С пленки.

3) Исследование влияния электрических параметров импульсных разрядов (барьерного и скользящего) атмосферного давления в среде метана на характеристики получаемых а-С:Н пленок. Разработка физической модели роста а-С:Н пленки.

Научная новизна работы:

1. Впервые показана возможность применения несамостоятельного дугового разряда без катодного пятна в углеводородном газе низкого давления совместно с подачей отрицательного импульсного потенциала смещения на подложку для последовательного проведения плазменно-иммерсионной ионной имплантации (ПИИИ) подложки и ионно-ассистированного осаждения аморфных алмазоподобных углеродных гидрогенизированных (а-С:Н) пленок как на проводящие, так и на плоские тонкие (до 5 мм) диэлектрические подложки. Определена оптимальная энергия на осажденный атом углерода £с~140+200 эВ, при которой может быть получено твердое (#,~20+30 ГПа) а-С:Н покрытие с наибольшим содержанием л/Ауглерода (-50+60%).

2. Впервые экспериментально исследован процесс импульсного магнетронного распыления графита применительно к осаждению аморфных алмазоподобных углеродных (а-С) покрытий на проводящие подложки большой площади. Показано, что твердые (#,?-20+30 ГПа) а-С пленки осаждаются при подаче на подложку импульсов напряжения смещения отрицательной полярности, синхронизованных с импульсами питания магнетрона. Определена оптимальная энергия на осажденный атом углерода /Гс~100 эВ, при которой может быть получено а-С покрытие с наибольшим содержанием 5р3-углерода (-50+60%).

3. Показано, что подача на подложку импульсов напряжения смещения длительностью т", л=40+60 мкс и амплитудой игаь>1 кВ позволяет получать а-С.Н и а-С покрытия с лучшей адгезией к кремнию, нержавеющей стали и титану, чем в случае использования импульсов смещения амплитудой ЦШ6=100+500 В и длительностью х, ц^>100 мкс. Эта закономерность наблюдается как в случае осаждения а-С:Н пленок из плазмы дугового разряда в газе низкого давления, так и в случае осаждения а-С пленок методом импульсного магнетронного распыления графита. Показано, что возможными причинами улучшения адгезии являются ионное перемешивание между атомами пленки и подложки на границе раздела, а также релаксация внутренних напряжений в покрытии.

4. Впервые предложен метод осаждения а-С:Н пленок на диэлектрические подложки с помощью скользящего разряда по диэлектрику в среде метана при атмосферном давлении. Показано, что получаемые а-С:Н пленки состоят из гранул диаметром 10-И 00 нм, имеют твердость в пределах 5+10 ГПа и содержат ~ 40+50% водорода. Показано наличие зависимости основных свойств покрытия (твердости, химического состава, прозрачности и др.) от энергии, вложенной в единичный искровой разряд.

5. Предложен механизм образования а-С:Н пленки в плазме скользящего разряда, базирующийся на термодинамически равновесном рассмотрении процессов в газовой фазе и включающий в себя: а) образование углеводородных радикалов в канале единичного искрового разряда вследствие его разогрева до высоких температур (до 9000 К) — б) нуклеацию частиц твердой фазы в газовой фазе с последующей их коагуляцией, агломерацией и осаждением гранул на подложку.

Положения, выносимые на защиту:

1. Применение несамостоятельного дугового разряда без катодного пятна в углеродосодержащем газе низкого давления совместно с подачей на подложку отрицательного импульсного напряжения смещения амплитудой 0,5-И2 кВ и длительностью 40+60 мкс с частотой 500+700 Гц позволяет реализовать в зависимости от тока разряда и амплитуды напряжения смещения как процесс предварительной плазменно-иммерсионной ионной имплантации подложки, так и процесс ионно-ассистированного осаждения аморфных алмазоподобных углеродных гидрогенизированных (а-С:Н) пленок на проводящие и тонкие (до 5 мм) диэлектрические подложки.

2. Импульсное магнетронное распыление графита, синхронизованное с подачей на подложку отрицательных импульсов напряжения смещения амплитудой 0,5н-6 кВ и длительностью 40-И 60 мкс позволяет формировать твердое (//^=2СМ-30 ГПа) аморфное углеродное (а-С) покрытие с 50-^60%-ным содержанием алмазоподобной фазы на проводящих подложках.

3. Переход от импульсного смещения с амплитудой }шь= 100-^500 В и длительностью т&bdquo-(?,> 100 мкс к импульсному смещению с амплитудой Цп, ь>1 кВ и длительностью т.,"ь=40н-60 мкс приводит к улучшению адгезии а-С:Н и а-С пленок на подложках их кремния, нержавеющей стали и титана. Это справедливо как для осаждения а-С:Н пленок из плазмы дугового разряда в газе низкого давления, так и для осаждения а-С пленок методом импульсного магнетронного распыления графита.

4. В диапазоне энергии от 10 до 40 мДж, вкладываемой в единичный искровой поверхностный разряд, из метана в скользящем разряде атмосферного давления на диэлектрической подложке осаждается аморфная углеводородная (Н/С=0,7-М) относительно твердая (//Ц=5-И0 ГПа) пленка. Данная пленка состоит из аморфных гранул сферической формы размером от 10 до 100 нм в диаметре, формирующихся в газовой фазе и затем осаждающихся на подложку.

5. Свойства аморфных углеводородных покрытий, получаемых из метана в скользящем разряде атмосферного давления, определяются энергией, вложенной в единичный искровой разряд. Экспериментально наблюдаемые зависимости скорости роста пленки и ее химического состава от энерговклада находятся в соответствии с моделью, основанной на следующих положениях: 1) химический состав газовой фазы в искре соответствует случаю термодинамического равновесия- 2) все углеводородные радикалы СНХ (х=НЗ), образовавшиеся в газовой фазе, кластеризуются с образованием частиц твердой фазы, которые затем встраиваются в пленку- 3) при кластеризации происходит частичная дегидрогенизация радикалов.

Научно-практпческая значимость работы:

1. Предложен и реализован в лабораторном масштабе в едином вакуумном цикле метод предварительной ПИИИ подложки и последующего ионно-ассистированного осаждения а-С:Н пленки с использованием несамостоятельного дугового разряда без катодного пятна в углеродосодержащих газах низкого давления. Потенциально данная технология может применяться для нанесения покрытий на большие поверхности, в том числе, на плоские тонкие (до 5 мм) диэлектрики.

2. Исследован процесс импульсного магнетронного распыления графита применительно к физическому газофазному осаждению аморфных углеродных алмазоподобных пленок.

3. Создано оборудование и в лабораторном масштабе реализована технология осаждения а-С пленок методом импульсного магнетронного распыления. Конструкция протяженной цилиндрической магнетронной распылительной системы позволяет потенциально наносить покрытия на подложки большой площади.

4. Показано, что применение импульсов смещения амплитудой Цгаь>1 кВ и длительностью тга/,=4060 мкс вместо импульсов смещения амплитудой Цгеб= 100-^500 В и длительностью т. у"/,>100 мкс позволяет увеличить адгезию а-С и а-С:Н пленок к подложкам из кремния, титана и нержавеющей стали. Это справедливо как для осаждения а-С:Н пленок с помощью плазмы дугового разряда низкого давления в газе, так для осаждения а-С пленок с помощью импульсного магнетронного распыления графита.

5. Исследован процесс образования аморфной углеводородной пленки на диэлектриках с помощью скользящего разряда в среде метана при атмосферном давлении. Разработана модель, связывающая электрофизические параметры единичного искрового разряда, температуру и химический состав газовой фазы, и характеристики осажденного покрытия.

6. Создано оборудование и в лабораторном масштабе реализован метод нанесения а-С:Н пленки на плоские тонкие (до 5 мм) диэлектрики, в том числе легкоплавкие, с помощью скользящего разряда в среде метана при атмосферном давлении.

Апробация результатов работы.

Материалы работы доложены и обсуждены на следующих конференциях:

1. 4-я всероссийская конференция по модификации поверхности пучками заряженных частиц, Томск, 1996 г.

2. 5-й международный симпозиум по низкотемпературной плазмохимии высокого давления (НАКОИЕ-У), Милови, Чехия, 1996 г.

3. 13-й международный симпозиум по плазмохимии (18РС-13), Пекин, Китай, 1997 г.

4. Международная конференция по пучкам частиц высокой энергии (ВЕАМ8−98), Хайфа, Израиль, 1998 г.

5. 13-я международная конференция по пучкам частиц высокой энергии (ВЕАМ8−2000), Нагаока, Япония, 2000 г.

6. 1-й международный симпозиум по радиационной физике и химии твердого тела, сильноточной электронике и модификации материалов, Томск, 2000 г.

Структура и краткое содержание работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. В работе 173 страницы, включая 49 рисунков, 18 таблиц, 2 приложения и список литературы (139 наименований).

Основные результаты настоящей работы могут быть сформулированы следующим образом:

1. Впервые экспериментально показана возможность ионно-ассистированного осаждения алмазоподобных а-С:Н пленок из плазмы несамостоятельного дугового разряда без катодного пятна в газе низкого давления, генерируемой плазменным источником с накаленным катодом. Подача на подложку отрицательного импульсного потенциала смещения амплитудой 0,5+12 кВ, длительностью 40+60 мкс и частотой 500+700 Гц позволяет реализовать в зависимости от тока разряда как предварительную ПИИИ подложки, так и ионно-ассистировнное осаждение твердых (7/ц~20+30 ГПа) а-С:Н пленок с 50+60%-ным содержанием алмазоподобной фазы на проводящие и тонкие (до 5 мм) диэлектрические подложки. Определены параметры процесса предварительной плазменно-иммерсионной имплантации подложки. Установлена оптимальная энергия на осажденный атом углерода Ес~50+240 эВ, при которой может быть получено а-С:Н покрытие с наибольшим содержанием яр3-углерода (-60%).

2. Впервые экспериментально исследовано импульсное магнетронное распыление графита применительно к осаждению аморфных алмазоподобных углеродных (а-С) покрытий на проводящие подложки. Показано, что твердые 20+30 ГПа) а-С пленки с 50+60%-ным содержанием алмазоподобной фазы осаждаются при подаче на подложку импульсов напряжения смещения отрицательной полярности амплитудой 0,1+6 кВ и длительностью 40+160 мкс, синхронизованных с импульсами питания магнетрона. Определена оптимальная энергия на осажденный атом углерода? с~Ю0 эВ, при которой может быть получено а-С покрытие с наибольшим содержанием яр3-углерода (—60%).

3. Показано, что подача на подложку импульсов напряжения смещения длительностью ххиь=40+60 мкс и амплитудой и. гаь>1 кВ позволяет получать а-С:Н и а-С покрытия с лучшей адгезией к кремнию, нержавеющей стали и титану, чем в случае использования импульсов смещения амплитудой Цшь=100+500 В и длительностью тгаг,>100 мкс. Эта закономерность наблюдается как в случае осаждения а-С:Н пленок с помощью плазмы дугового разряда низкого давления в газе, так и в случае осаждения а-С пленок с помощью импульсного магнетронного распыления графита. Показано, что возможными причинами улучшения адгезии являются ионное перемешивание между атомами пленки и подложки на границе раздела, а также релаксация внутренних напряжений в покрытии под действием ионной бомбардировки.

4. Впервые показано, что в диапазоне энергии от 10 до 40 мДж, вкладываемой в единичный поверхностный искровой разряд, на поверхности диэлектрика из метана в скользящем разряде образуются относительно твердые (Яц=6+9 ГПа) и прозрачные в видимом диапазоне (а-5−104 м" 1 для Я=530 нм) а-С:Н пленки, содержащие 40+50% водорода, скорость роста которых достигает 100 мкм/ч. Впервые показано, что получаемые а-С:Н пленки состоят из гранул диаметром 10+100 нм, которые образуются в газовой фазе. Показано наличие зависимости основных свойств покрытия (твердости, химического состава, прозрачности и др.) от энергии, вложенной в единичный искровой разряд.

5. Предложен механизм образования а-С:Н пленки в плазме скользящего разряда, базирующийся на термодинамически равновесном рассмотрении процессов в газовой фазе и включающий в себя: а) образование углеводородных радикалов в канале единичного искрового разряда вследствие его разогрева до высоких температур (до 8000 К) — б) нуклеацию частиц твердой фазы в газовой фазе с последующей их коагуляцией, агломерацией и осаждении гранул на подложку. Экспериментально наблюдаемые зависимости скорости роста пленки и ее химического состава от энерговклада на молекулу СН4 находятся в соответствии с моделью, основанной на следующих положениях: 1) химический состав газовой фазы в искре соответствует случаю термодинамического равновесия- 2) все углеводородные радикалы СНХ (х=1+3), образовавшиеся в газовой фазе, кластеризуются с образованием частиц твердой фазы, половина из которых (из-за геометрического фактора) затем встраивается в пленку- 3) при кластеризации происходит частичная дегидрогенизация радикалов.

Автор выражает благодарность С. П. Бугаеву и Н. С. Сочугову, под руководством которых была выполнена данная работа.

Автор признателен A.B. Козыреву и A.JI. Барденштейну за плодотворные обсуждения и помощь в выполнении расчетов.

Автор благодарит П.M. Щанина и H.H. Коваля за предоставленный для экспериментов генератор плазмы.

Автор также благодарит В. Г. Подковырова, C.B. Смайкину и A.A. Соловьева за участие в проведении экспериментов.

Автор также признателен А. Д. Коротаеву, А. Н. Тюменцеву, A.A. Миллеру и В. А. Кувшинову, оказавшим содействие в выполнении электронно-микроскопических и химических анализов образцов покрытий и за плодотворные обсуждения результатов исследований.

Автор считает приятным долгом поблагодарить М. Д. Ефремова за исследования образцов покрытий методом рамановской спектроскопии (КРС) и за плодотворные обсуждения их результатов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Показать весь текст

Список литературы

  1. S.Aisenberg, R.Chabot. 1. n-beam deposition of thin films of diamondlike carbon // J. Appl. Phys. — 1971. -V. 42. — № 7. — P. 2953.-2958.
  2. С V. Deshpandey, R.F. Bunshah. Diamond and diamond-like films: deposition processes and properties // J. Vac. Sci. Technol. A. 1989.-V. 7. — № 3. — P. 2294 — 2302.
  3. H. Tsai, D.P. Bogy. Characterization of diamondlike carbon films and their application as overcoats on thin-film media for magnetic recording // J. Vac. Sci. Technol. A. 1987. — V. 5. -№ 6. — P. 3287 — 3312.
  4. A. Grill. Electrical and optical properties of diamond-like carbon // Thin Solid Films. 1999. -V. 355 — 356. — P. 189 — 193.
  5. B.F. Coll, M. Chhowalla. Amorphous diamond film by enhanced arc deposition // Surf. Coat. Technol. 1996. — V. 79. — P. 76 — 86.
  6. Pulsed laser deposition of diamond-like amorphous carbon films from graphite and polycarbonate targets/ A.A. Voevodin, S.J.P. Laube, S.D. Walck, J.S. Solomon, M.S. Donley, J.S. Zabinsky // J. Appl. Phys. 1995. — V. 78. — № 3. — P. 4123 — 4130.
  7. M. Kitabatake, K. Wasa. Diamond film by ion-assisted deposition at room temperature // J. Vac. Sci. Technol. A. 1988. — V. 6. — № 3. — P. 1793 — 1797.
  8. X. Jiang, K. Reichelt, B. Stritzker. Mechanical properties of a-C:H films prepared by plasma decomposition of C2H2 // J. Appl. Phys. 1990. — V. 68. — № 3. — P. 1018 — 1022.
  9. High rate deposition of ta-C:H using an electron cyclotron wave resonance plasma source / N.A. Morrison, S.E. Rodil, A.C. Ferrari, J. Robertson, W.I. Milne // Thin Solid Films. 1999. -V. 337. — P. 71 — 73.
  10. M. Ham, K.A. Lou. Diamond-like carbon films grown by large-scale DC plasma CVD reactor: system, design, film characteristics, and applications // J. Vac. Sci. Technol. A. 1990. — V. 8. -№ 3. — P. 2143 -2149.
  11. Fast deposition of amorphous hydrogenated carbon by an expanding cascaded arc plasma / A.J.M. Buuron, M.C.M. van de Sanden, W.J. van Ooij, D.C. Schram // in proceedings of CEP-93, Antibes, France. 1993. — P. 89 — 91.
  12. F. Seitz, J.S. Koehler / in"Progress in Solid State Physics". New-York: Academic. — 1957. — V. 2. — P. 30.
  13. S. Aisenberg. The role of ion-assisted deposition of diamond-like carbon films // J. Vac. Sci. Technol. A. 1990. — V. 8. — № 3. — P. 2150 — 2154.
  14. Y. Lifshitz, G.D. Lempert, E. Grossman. Substantiation of subplantation model for diamondlike film growth by atomic force microscopy // Phys. Rev. Lett. 1994. — V. 72. -№ 17. — P. 2753 — 2756.
  15. C. Munson, I. Henins, B.P. Wood. Diamond-like carbon deposition for tribologycal applications at Los-Alamos National Laboratory // in proceedings of MRS symposium. 1995. — V. 383.
  16. Plasma source ion-implantation technique for surface modification of materials / J.R. Conrad, J.L. Radtke, R.A. Dodd, F.J. Worzala, N.C. Tran // J. Appl. Phys. 1987. — V. 62. — № 11. — P. 4591 — 4596.
  17. S.P. Bugaev, N.S. Sochugov. Production of large-area coatings on glasses and plastics // Surf. Coat. Technol. 2000. — V. 131. — № 1−3. — P. 472 — 478.
  18. E. Mounier, E. Quesnel, Y. Pauleau. Plasma diagnostics and characterization of amorphous carbon thin film deposited by magnetron sputtering // New Diamond and Diamond-like Films. Advances in Science and Technology. 1995. — V. 6. — P. 183 — 190.
  19. E. Mounier, Y. Pauleau. Mechanism of intrinsic stress generation in amorphous carbon prepared by magnetron sputtering // Diamond and Related Materials. 1997. — V. 6. — № 9. — P. 1182 — 1191.
  20. Diamond-like carbon deposition for tribological applications at Los Alamos National Laboratory / K.C. Walter, M. Nastasi, H. Kung, et. al. //in proceedings of MRS symposium. -1995. -V. 383.
  21. Д.П. Борисов, H.H. Коваль, П. М. Щанин. Генерация объемной плазмы дуговым разрядом с накаленным катодом // Известия ВУЗов. Физика. 1994. — Т. 37. — № 3. — С. 115 — 120.
  22. Large-scale implantation and deposition research at Los Alamos National Laboratory / B.P. Wood, 1. Henins, W.A. Reass, D.J. Rej, et. al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 1995. — V. 96. — P. 429 — 434.
  23. Adhesion strength of DLC films on glass with mixing layer prepared by IBAD / Y. Funada, K. Awazu, H. Yasui, T. Sugita // Surf. Coat. Technol. 2000. — V. 128 — 129. — P. 308 — 312.
  24. Effect on intrinsic growth stress on the Raman spectra of vacuum-arc-deposited amorphous carbon films / J.W. Ager III, S. Anders, A. Anders, I.G. Brown // Appl. Phys. Lett. 1995. — V. 66. — № 25 — P. 3444 — 3446.
  25. Diamond deposition using a planar RF inductively coupled plasma / S.P. Bozeman, D.A. Tucker, B.R. Stoner, J.T. Glass, W.M. Hooke // Appl. Phys. Lett. 1995. — V. 66. — № 26. — P. 3579 — 3581.
  26. X. Ying, X. Xu. CVD diamond thin film for IR optics and X-ray optics // Thin Solid Films. -2000.-V. 368.-P. 297 299.
  27. S.K. Baldwin, T.G. Owano, C.H. Kruger. Increased deposition rate of chemically vapor deposited diamond in a DC arcjet with a secondary with a secondary discharge // Appl. Phys. Lett. 1995. — V. 67. — № 2. — P. 194 — 196.
  28. В.П. Варнин. Роль термодинамических и кинетических факторов при росте алмаза из газовой фазы // Техника средств связи. 1991. — Вып.4. — С. 70 — 97.
  29. Д.В. Федосеев, А. В. Лаврентьев, И. Г. Варшавская. Полимеризация паров адамантана в электрическом разряде // ДАН. 1986. — Т.291. — № 4. — С. 917 — 919.
  30. J. Szimidt, A. Jakubowsky, A. Michalski, A. Rusek // Thin Solid Films. 1983. — V. 110. — P. 7.
  31. R. Schwarz, I. Salge // in Proceedings of 11th Int. Symp. on Plasma Chemistry, Loughborough, England. 1993. -V. 3. — P. 1071.
  32. Effect of source gas and deposition method on friction and wear performance of diamondlike carbon films / A. Edemir, G.R. Fenske, J. Terry, P. Willbur // Surf. Coat. Technol. 1997. — V. 94−95.-P. 525 — 530.
  33. Diamond-like carbon films grown by very high frequency (100 MHz) plasma enhanced chemical vapor deposition technique / S. Kumar, P.N. Dixit, D. Sarangi, R. Bhattacharyya // Appl. Phys. Lett. 1996. — V. 69. — № 1. — P. 49 — 51.
  34. Effect of the substrate temperature on the deposition of hydrogenated amorphous carbon PACVD at 35 kHz / R. Gago, O. Sanchez-Garrido, A. Climent-Font et. al. // Thin Solid Films. 1999 -V. 338.-P. 88 — 92.
  35. F.M. Kimock, B.J. Knapp // Surf. Coat. Technol. 1993. — V. 56. — P. 273.
  36. J. Cui, Y. Ma, R. Fang. Species characterization for a DC biased hot filament growth of diamond using spatial resolved optical emission spectroscopy // Appl. Phys. Lett. 1996. — V. 69. — № 21. — P. 3170 — 3172.
  37. J.S. Kim, M.A. Cappelli. Diamond film synthesis in low-pressure premixed methane-oxygen flames // Appl. Phys. Lett. 1995. — V. 67. — № 8. — P. 1081 — 1083.
  38. Highly tetrahedral amorphous carbon films with low stress / M. Chhowalla, Y. Yin, G.A.J. Amaratunga, et.al. // Appl. Phys. Lett. 1996. — V. 69. — № 16. — P. 2344 — 2346.
  39. Hardness, elastic modulus, and structure of very hard carbon films produced by cathodic-arc deposition with substrate pulse biasing / G.M. Pharr, D.L. Callahan, S.D. McAdams, et. al. // Appl. Phys. Lett. 1996. — V. 68. — № 6. — P. 779 — 781.
  40. Z. Feng, K. Komvopoulos, I.G. Brown. Effect of amorphous carbon film structure on diamond nucleation // J. Appl Phys. 1995. — V. 78. — № 4. — P. 2720 — 2724.
  41. Thick stress-free amorphous tetrahedral carbon films with hardness near that of diamond / T.A. Friedmann, J.P. Sullivan, J.A. Knapp, et. al. // Appl. Phys. Lett. 1997. — V. 71. — № 26. — P. 3820 — 3822.
  42. Surface morphology of laser deposited diamondlike films by atomic force microscopy imaging / H. Park, Y.-K. Hong, J. S. Kim, et. al. // Appl. Phys. Lett. 1996. — V. 69. — № 6. — P. 779 -781.
  43. The investigation of thermal effect on the properties of pulsed laser deposited diamond-like carbon films / H.-S. Jung, H.-H. Park, S.S. Pang, S.Y. Lee // Thin Solid Films. 1998. — V. 332. — P. 103 — 108.
  44. Sputter deposition of dense diamond-like carbon films at low temperature / J.J. Cuomo, J.P. Doyle, J. Bruley, J.C. Liu // Appl. Phys. Lett. 1991. — V. 58. — № 5. — P. 466 — 468.
  45. Mechanical and tribological properties of non-hydrogenated DLC films synthesized by IB AD / Q. Jun, L. Jianbin, W. Shizhu, W. Jing, L. Wenzhi // Surf. Coat. Technol. 2000. — V. 128 -129. — P. 324 — 328.
  46. N. Sawides. Four-fold to three-fold transition in diamond-like amorphous carbon films: a study of optical and electrical properties // J. Appl. Phys. 1985. — V. 58. — № 1. — P. 518 — 521.
  47. Correlations between the substrate temperature, properties and tribological performance of sputter-deposited carbon films / E. Mounier, P. Juliet, E. Quesnel, Y. Pauleau, M. Dubus // in proceedings of MRS symposium. 1995. — V. 383. — P. 465 — 470.
  48. Effect of the substrate temperature on the physical characteristics of amorphous carbon films deposited by DC magnetron sputtering / E. Mounier, F. Bertin, M. Adamik, Y. Pauleau, P.B. Barna//Diamond and Related Materials. 1996. -V. 5. — P. 1509 — 1515.
  49. S Logothetidis. Hydrogen-free amorphous carbon films approaching diamond prepared by magnetron sputtering // Appl. Phys. Lett. 1996. — V. 69. — № 2. — P. 158 — 160.
  50. M. Gioti, S. Logothetidis, С. Charitidis. Stress relaxation and stability in thick amorphous carbon films deposited in layer structure // Appl. Phys. Lett. 1998. — V. 73. — № 2. — P. 184 -186.
  51. S. Logothetidis, C. Charitidis. Elastic properties of hydrogen-free amorphous carbon thin films and their relation with carbon-carbon bonding // Thin Solid Films. 1999. — V. 353. — P. 208 -213.
  52. S.R. Kasi, H. Kang, J.W. Rabalais. Chemically bonded diamondlike films from ion-beam deposition // J. Vac. Sci. Technol. A. 1988. — V. 6. — № 3. — P. 1788 — 1792.
  53. Laser deposition of diamondlike carbon films at high intensities / F. Qian, R.K. Singh, S.K. Dutta, P.P. Pronko//Appl. Phys. Lett. 1995. -V. 67. -№ 21. — P. 3120−3122.
  54. M.M.M. Bilek, M. Chhowalla, W.I. Milne. Influence of reactive gas on ion energy distributions in filtered cathodic vacuum arcs // Appl. Phys. Lett. 1997. — V. 71. — № 13. — P. 1777 — 1779.
  55. Nanocrystallites in a tetrahedral amorphous carbon films / S. Ravi, P. Silva, W. I. Milne, et. al. // Appl. Phys. Lett. 1996. — V. 69. — № 4. — P. 491 — 494.
  56. P.J. Martin, A. Bendavid, H. Takikawa. Ionized plasma deposition and filtered arc deposition: processes, properties and applications // J. Vac. Sci. Technol. A. 1999. — V. 17. — № 4. — P. 2351 — 2359.
  57. Properties of amorphous diamond films prepared by a filtered cathodic arc / R. Lossy, D.L. Pappas, R.A. Roy, et. al. // J. Appl. Phys. 1995. — V. 77. — № 9. — P. 4750 — 4756.
  58. А.И. Маслов, Г. К. Дмитриев, Ю. Д. Чистяков. Импульсный источник углеродной плазмы для технологических целей // Приборы и техника эксперимента. 1985. — № 3. — С. 146 -149.
  59. Heat treatment of cathodic arc deposited amorphous hard carbon films / S. Anders, J.W. Ager III, G.M. Pharr, T.Y. Tsui, I.G. Brown // Thin Solid Films. 1997. — V. 308 — 309. — P. 186 -190.
  60. Thermal stability of amorphous hard carbon films produced by cathodic arc deposition / S. Anders, J. Diaz, J.W. Ager III, R.Y. Lo, D.B. Bogy // Appl. Phys. Lett. 1997. — V. 71. — № 23. -P. 3367 — 3369.
  61. S.M. Rossnagel, M.A. Russak, J.J. Cuomo. Pressure and plasma effects on the properties of magnetron sputtered carbon films // J. Vac. Sci. Technol. A. 1987. — V. 5. — № 4. — P. 2150 -2153.
  62. А.Ф. Белянин, А. П. Семенов, Б. В. Спицин. Многофункциональное пучково-плазменное устройство для выращивания и размерной обработки тонких пленок // Приборы и техника эксперимента. 1995. — № 4. — С. 185 — 190.
  63. J. Musil, М. Misina, D. Hovorka. Planar magnetron sputtering discharge enhanced with radio frequency or microwave magnetoactive plasma // J. Vac. Sci. Technol. A. 1997. — V. 15. -№ 4. — P. 1999 — 2006.
  64. N. Sawides. Optical constants and associated functions of metastable diamondlike amorphous carbon films in the energy range 0.5 7.3 eV // J. Appl. Phys. — 1986. — V. 59. — № 12. — P. 4133 -4145.
  65. J. Musil. Sputtering of Thin Films // Kovine, zlitine, technologije. 1997. — V. 31. — № 1 — 2. -P. 107 — 111.
  66. Д. К. Мозгрин, И. К. Фетисов, Г. В. Ходаченко. Экспериментальное исследование сильноточных форм квазистацтонарного разряда низкого давления в магнитном поле // Физика плазмы. 1995. — Т. 21. — № 5. — С. 422 — 433.
  67. Ch. Wild, J. Wagner, P. Koidl. Process monitoring of a-C:H plasma deposition // J. Vac. Sci. Technol. A. 1987. — V. 5. — № 4. — P. 2227 — 2230.
  68. The properties of a-C:H films deposited by plasma decomposition of C2H2 / J.W. Zou, K. Schmidt, K. Reichelt, B. Dischler // J. Appl. Phys. 1990. -V. 67. — № 1. — P. 487 -494.
  69. Diamond-like carbon films with extremely low stress/ S. K. Kumar, D. Sarangi, P. N. Dixit, et. al. // Thin Solid Films. 1999. — V. 346. — P. 130 — 137.
  70. T. Wydeven, P. Wood. Transmission, hardness, and compressive stress of amorphous hydrocarbon films grown from mixtures of a hydrocarbon vapor and permanent gases// Journal of Applied Polymer Science. 1990. — V. 46. — P. 273 — 288.
  71. Recent advances in plasma source ion implantation at Los Alamos National Laboratory / C. P. Munson, R. J. Faehl, I. Henins et. al. // Surf. Coat. Technol. 1996. — V. 84. — P. 528 — 236.
  72. Characterization and enhanced properties of plasma immersion ion processed diamond-like carbon films / X.M. Xe, J.-F. Bardeau, K.C. Walter, M. Nastasi // J. Vac. Sci. Technol. A. -1999. V. 17. — № 5. — P. 2525 — 2530.
  73. Deposition of diamond-like carbon films using plasma source ion implantation with pulsed plasmas / S. Miyagawa, S. Nakao, K. Saitoh, K. Baba, Y. Miyagawa // Surf. Coat. Technol. -2000. V. 128 — 129. — P. 260 — 264.
  74. K. Baba, R. Hatada. Formation of amorphous carbon thin film by plasma source ion implantation // Surf. Coat. Technol. 1998. — V. 103 — 104. — P. 235 — 239.
  75. Deposition of tetrahedral hydrogenated amorphous carbon using a novel electron cyclotron wave resonance reactor // M. Weiler, K. Lang, E. Li, J. Robertson // Appl. Phys. Lett. 1998. -V. 72. -№ 11. -P. 1314- 1316.
  76. Effect of negative DC bias voltage on mechanical properties of a-C:H films deposited by ECR plasma / K. Kamata, T. Inoue, H. Saitoh, K. Maruyama // J. Appl. Phys. 1995. — V. 78. — № 2. — P. 1394 — 1396.
  77. J.W.A.M. Gielen, M.C.M. van de Sanden, D.C. Schram. Plasma beam deposited amorphous hydrogenated carbon: improved film quality at higher growth rate // Appl. Phys. Lett. 1996 -V. 69. -№ 2. — P. 152 — 154.
  78. Treatment of hazardous organic wastes using wet air plasma oxidation / W.H. McCulla, L.A. Rosocha, W.C. Neely, et. al. // in proceedings of 1st INEL Plasma Applications to Waste Treatment Workshop, Idaho Falls, Idaho, USA. 1991. — P. 1 — 25.
  79. U. Kogelschatz, B. Eliasson. Modeling and application of silent discharge plasma // IEEE Trans, on Plasma Science. 1991. — V. 19. — № 2. — P. 309 — 325.
  80. В.Г., Гибалов В. И., Козлов К. В. Физическая химия барьерного разряда. М.: Изд-во МГУ, 1989. — 176 с.
  81. K. Ishimaru, K. Okazaki. Chemical vapor deposition of silicon oxide films using nonequilibrium pulsed dielectric barrier discharge plasma // in proceedings of 14th Int. Symp. on Plasma Chemistry, Prague, Czech Republic. 1999. — V. 3. — P. 1281 — 1286.
  82. В.П., Журавлев О. А., Федосов А. И., Марков В. П. Процессы формирования скользящего разряда на диэлектрических подложках с потенциальным барьером. М.: Издательская корпорация «Логос», 2000. — 152 с.
  83. С И. Андреев, Е. А. Зобов, А. Н. Сидоров. Исследование скользящей искры в воздухе // ПМТФ. 1978. — № 3. — С. 38 — 43.
  84. Д.Ю. Зарослов, Т. П. Кузьмин, В. Ф. Тарасенко. Скользящий разряд в С02 и эксимерных лазерах // Радиотехника и электроника. 1984. — Т. 29. — № 7. — С. 1217 — 1241.
  85. В.Ю., Борисов В. М. и др. Исследование процессов формирования и протекания скользящего разряда (препринт). М.: Изд-во ИАЭ им. И. В. Курчатова, 1981. — 58с.
  86. Развитие поверхностного разряда по диэлектрику с большой диэлектрической проницаемостью в газе в наносекундном диапазоне / Б. М. Ковальчук, В. В. Кремнев, Г. А. Месяц, Я. Я. Юрике //ПМТФ. 1973. — № 1. — С. 48 — 55.
  87. А с. 1 600 564 СССР, МКИ HOIT 1/20. Способ получения сегнетоэлектрических пленок на диэлектрической подложке / О. А. Журавлев, А. В. Кислецов, А. П. Кусочек (СССР). № 4 495 814- заявлено 11.07.88.
  88. Э. М., Райзер Ю. П. Искровой разряд. Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во МФТИ, 1997.-320 с.
  89. X. Armand, N. Herlin, I. Voicu, M. Caucheiter // J. Phys. Chem. Solids. 1997. — V. 58. — P. 1853.
  90. Laser-induced particle formation and coalescence in a methane discharge / W.W. Stoffels, E. Stoffels, G. Ceccone, F. Rossi // J. Vac. Sci. Technol. A. 1999. — V. 17. — № 6. — P. 3385 -3392.
  91. Laser-induced chemical vapor deposition of nanostructured silicon carbonitride films/ W. F. A. Besling, A. Goossens, B. Meester, J. Schoonman // J. Appl. Phys. 1998. — V. 88. — № 1. — P. 544 — 553.
  92. Two-dimensional model for thermal plasma chemical vapor deposition/ D. Kolman, J. Heberlein, E. Pfender, R. Young // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 1996. — V. 16. -№ 1. — P. 57S — 69S.
  93. Hydrogen-argon plasma with methane addition / S. Bourish, E. Ershov-Pavlov, S. Megy, J.-M. Baronett // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 1995. — V. 15. — №?2. — P. 333 — 351.
  94. R. Sobczynski, H. Lange. Dynamics of the formation and decay of C2 radical in a pulse discharge in methane // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 1986. — V. 6. — № 4. — P. 429 — 436.
  95. А.В. Козырев, Ю. Д. Королев, К. А. Тинчурин. Формирование искрового канала в азоте при пробое сильноперенапряженных промежутков // Физика плазмы. 1988. — Т. 14. -№ 8. — С. 1003 — 1007.
  96. D. К. Davies, L. Е. Kline, W. Е. Bies. Measurements of swarm parameters and derived electron collision cross sections in methane // J. Appl. Phys. 1989. — V. 65. — № 9. — P. 3311 — 3323.
  97. Методы исследования плазмы /Под ред. В, Лохте-Хольтгревена. М.: Мир, 1971. — 552 с.
  98. R. Vuppuladhadium, Н. Е. Jackson, R. L. С. Wu. Raman scattering from hydrogenated amorphous carbon films // J. Appl. Phys. 1995. — V. 77. — № 6. — P. 2714 — 2718.
  99. W. Jacob, M. Unger. Experimental determination of the absorption strength of C-H vibrations for infrared analysis of hydrogenated carbon films // Appl. Phys. Lett. 1996. — V. 68. — № 4. -P. 475 — 477.
  100. М. Cardona. Vibrational spectra of hydrogen in silicon and germanium // Phys. Stat. Sol. B. -1983. V. 118. — № 2. — P. 463 -481.
  101. ZrN/Cu nanocomposite film a novel superhard material / J. Musil, P. Zeman, H. Hruby, P.H. Mayhofer// Surf. Coat. Technol. — 1999. — V. 120 — 121. — P. 179 — 183.
  102. A. Hallil, B. Despax. Internal r. f. plasma parameters, correlated with structure and properties of deposited hydrocarbon films // Thin Solid Films. 2000. — V. 358. — P. 30 — 39.
  103. Физические величины: справочник / Под. ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. — С. 422 — 428.
  104. Role of ion energy in determination of the sp3 fraction of ion beam deposited carbon films / E. Grossman, G.D. Lempert, J. Kulik, D. Marton, J.W. Rabalais, Y. Lifshitz // Appl. Phys. Lett. -1996. -V. 68. № 9. — P. 1214- 1216.
  105. On the hardness of a-C:H films prepared by methane plasma decomposition / F.C. Marquez, R.G. Lacerda, G.F. Odo, C.M. Lepienski // Thin Solid Films. 1998. — V. 332. — P. 113 — 117.
  106. L.E. Kline, W.D. Partlow, W.E. Bies. Electron and chemical kinetics in methane rf glow-discharge deposition plasmas // J. Appl. Phys. 1989. — V. 65. — № 1. — P. 70 — 78.
  107. B. Dischler, A. Bubenzer, P. Koidl. Hard carbon coatings with low optical absorption // Appl. Phys. Lett. 1983. — V. 42. — № 8. — P. 636 — 638.
  108. С И. Андреев, Б. И. Орлов. К теории развития искрового разряда. I // ЖТФ. 1965. — Т. 26. — № 8. -С. 1411 — 1418.
  109. Г. А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М.: Советское радио, 1974.-250 с.
  110. А. V. Kirikov, V.V. Ryzhov, A.I. Suslov. Kinetics of CHX radicals in a spark discharge in methane // in proceedings of 14th Int. Symp. on Plasma Chemistry, Prague, Czech Republic. -1999. V. 2. — P. 921 — 925.
  111. С. П., Оскомов К. В., Сочугов Н. С. Устройство для химического газофазного осаждения аморфных гидрогенизированных углеродных пленок на диэлектрики. Патент РФ № 2 149 216 от 20.08.1998 г.
  112. Я.Б., Баренблатт Г. И., Либрович В. Б., Махвиладзе Г. М. Математическая теория горения и взрыва -М.: Наука, 1980. -478 с.
  113. Л.Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика (часть I). -М.: Наука, 1976. 584 с.
  114. X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы, туман. — М.: Химия, 1972. — 428 с.
  115. Свойства алмазоподобных пленок, полученных в барьерном разряде при атмосферном давлении / С. П. Бугаев, А. Д. Коротаев, К. В. Оскомов, Н. С. Сочугов // ЖТФ. 1997. — Т. 67. — № 8, — С. 99 — 104.
  116. Use of the hydrocarbon plasma of low-pressure arc discharge for deposition of highly adhesive a-C:H films / S.P. Bugaev, K.V. Oskomov, V.G. Podkovyrov, S.V. Smaykina, N.S. Sochugov // Surf. Coat. Technol. 2000. — V. 135. — P. 18 — 26.
  117. Ion-assisted Magnetron Sputtering Deposition of ta-C films / S.P. Bugaev, KV. Oskomov, V.G. Podkovyrov, S.V. Smaykina, N.S. Sochugov//Thin Solid Film. 2001. — V. 389. — P.16 — 26.
  118. К Bewilogua, D. Wagner. The effect of secondary electrons in the ion plating deposition of amorphous hydrogenated carbon (a-C:H) films // Vacuum. 1991. — V. 42. — № 7. — P. 473 -476.o*- f ГОСУДл-'. ^"aje/1. МотзййгJyjJf-О- О J
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!