FORMATION OF AMORPHOUS CARBON FILMS IN PLASMA OF HYDROGEN AND HYDROCARBON MIXTURES
A. Grigonis^a, Ž. Rutkūnienė^a, and M. Šilinskas^b
aPhysics Department, Kaunas University of Technology, Studentų 50, LT-51368 Kaunas, Lithuania
^bInstitute of Micro- and Sensor Systems, Otto von Guericke University, Universitätsplatz 2, 39106 Magdeburg, Germany

Received 05 May 2004

Dedicated to the 100th anniversary of Professor K. Baršauskas

Deposition of amorphous hydrogenated carbon (a-C:H) films in CF₄, hexane (C₆H₁₄), or acetylene (C₂H₂) precursors and their mixtures with hydrogen (H₂) is reported. The films were characterized by Raman spectroscopy (RS) and X-ray spectroscopy (XPS). RS indicates increase of the sp³/sp² bonding ratio and disorder in graphite clusters with increasing hydrogen content (from 0 to 50% for the acetylene precursor) in the deposition gas mixture. The opposite trend is observed when the hydrogen concentration exceeds 50% (for acetylene) or additional hydrogen is used (for hexane). Formation of polymer-like films in fluorine-containing gas plasma is observed with additional low quantity of hydrogen (∼5%). Composition of these films depends on treatment duration and conditions of irradiation.

AMORFINIŲ ANGLIES DANGŲ SUDARYMAS VANDENILIO IR ANGLIAVANDENILIŲ MIŠINIŲ PLAZMOJE
A. Grigonis^a, Ž. Rutkūnienė^a, M. Šilinskas^b
aKauno technologijos universitetas, Kaunas, Lietuva
^bOtto von Guericke universitetas, Magdeburgas, Vokietija

Amorfinės anglies dangos buvo gaunamos iš CF₄ + H₂, C₂H₂, C₂H₂ + H₂ ir C₆H₁₄ + H₂ dujų mišinių. Ėsdinant silicį CF₄ + H₂ plazmoje, jo paviršiuje atsiranda sudėtingos sandaros danga iš (C–CF_x)_n, (CH₂)_n tipo polimerinių junginių ir α-Si_xC_1−x:H:F deimanto tipo anglies (DLC). Raman’o spektroskopija parodė, kad G ir D juostų maksimumai labai pasislinkę mažųjų verčių pusėn, lyginant su kitais būdais gautomis dangomis. Tą poslinkį lemia Si priemaišos, kurių dangoje rasta iki 20%. Polimeriniai junginiai daro dangą porėtą ir minkštą. Didinant apšvitos trukmę, danga storėja, silicio koncentracija mažėja, mikroreljefas ir RS duomenys artėja prie tipinių DLC dangų, gaunamų iš kitų mišinių. Acetileno ir heksano aplinkose dangos buvo nusodinamos ant silicio padėklų tiesioginiu jonų pluošteliu. Naudojant dujinį acetileną galima tiksliai kontroliuoti ir daugiau keisti C₂H₂/H₂ santykį. Dangos, gautos iš C₂H₂/H₂ mišinio, buvo „deimantiškiausios“, kai C₂H₂/H₂ = 1/1 ir prieš nusodinant dangą Si paviršius 10 min buvo valomas H₂ plazmoje. Jei C₂H₂/H₂ ≥ 1/5, danga jau nesusidaro. Heksano–vandenilio aplinkoje dangos susidarė vandenilio srautui nunešant nekontroliuojamą C₆H₁₄ garų kiekį. Jei į mišinį buvo įterpiamas papildomas vandenilio kiekis, augimo sparta mažėjo, o esant (C₆H₁₄ + H₂)+3H₂ danga nesusidarydavo. Susidariusių DLC dangų savybės yra deimantiškiausios, kai papildomo vandenilio nėra (t. y. C6H₁₄ + H₂) ir padėklo temperatūra 15 °C.