塑料微球厚有機涂層制備研究
基金項目:國家“863”慣性約束聚變領域贊助課題(863~416-3~3.2)3襯底地位對堆積速率的影響堆積速71994-2015ChinaAcademic 1實驗11使用反式-2-丁烯的LPP-CVD法采納LPP-CVD辦法制備CxHi-x薄膜時,通常使用反式-2-丁烯和H2為工作氣體,背景真空(包括整個管道系統)為5MPa,工作真空為12Pa,H2流量為010cm3/min,反式-2-丁烯流量為0.5cm3/min,射頻輸入功率為15W.實驗裝置示于。
為取得最大堆積速率,實驗鉆研了電子密度和電子溫度與氫氣流量的關系。實驗結果示于。由可見:2分壓約為3Pa時,電子密度最高,此時的電子溫度最穩定。實驗當選定H2分壓約為3Pa時,扭轉單體反式-2-丁烯的分壓停止最佳工作條件鉆研。
11.1射頻功率對堆積速率的影響CxH1一x薄膜的堆積速率與射頻功率的關系示于。
堆積速率隨功率P的增加而進步,當P>60W時,堆積速率對功率的變遷變得不敏感,趨于飽和。而且,當P>40W后,得到的CxH1-x膜脆易碎。可見:用增加RF功率來進步堆積速率是不可行的。從可看到,只管功率抵達80W,但堆積速率仍僅為1. 1.2H2含量對堆積速率的影響堆積速率與H2與反式-2-丁烯的比例有關,堆積速率隨H2含量的增加而下降。
率與襯底地位有關,襯底位于石英腔口附近時,可取得最大的堆積速率;位于腔口內部和外部時,有近似對稱的堆積速率。
由以上結果能夠看出:使用反式-2-丁烯為氣體源時,在雷同分壓下,堆積速率對輸入RF功率呈現飽和特征,大輸入功率下堆積的CxH1-x薄膜易破碎;即使在優化工藝參數下,CxHh.薄膜的堆積速率也僅約為1Pm(球面上約為0.25/%i)。以這樣的堆積速率在靶球外表上堆積50/%i以上的涂層最少需200h以上的堆積工夫,這對最終靶球涂層的光潔度及薄膜質量極為不利。進步RF頻率,使用倍頻或三倍頻,有望進步堆積速率,但目前工業用射頻電源的頻率大多采納13. 56MHz其倍頻射頻電源無市售產品;吏用脈沖微波CVD或螺旋波等離子體CVD新型等離子源可將電子密度進步2 ~3個數量級,但需更新設施。在現有設施條件下,使用反式-2-丁烯為氣體源涂敷CxHn涂層尚存在較大的技術障礙。
1.2使用苯乙烯的LPP-CVD法使用苯乙烯和H2為工作氣體時,氣路裝置稍需扭轉。苯乙烯為液體,須加熱并需控制與反式-2-丁烯相比,在同樣的H2分壓、H2流量和單體分壓條件下,堆積速率有較大進步。
實驗結果標明:當H2分壓為3.2Pa、H2流量為15cm3/min、苯乙烯分壓為5.3Pa、功率為15W時,堆積速率約為4/%i/h.這樣,在較小的RF功率下可取得較大的堆積速率,薄膜質量良好,并易在空氣中保留。中示出了堆積速率隨功率的變遷。其中,實測點與預測曲線合乎良好。
2剖析與探討2.1薄膜構造對別離以反式-2-丁烯和苯乙烯為氣源制薄膜停止了UV-VIS譜剖析(圖其蒸氣壓妹能取得遽定蟒氣流量。以苯乙Pu」g紫外可見磲射譜圖能夠看膈燃式-2-丁烯為氣體源制備的CxHi-x薄膜的譜圖上,在400nm以內的紫外區呈現了吸收峰,這闡明存在sp2雜化的C原子,在可見和近紅外區呈現弱的吸收包,標明存在弱的吸收;在以苯乙烯為氣體源制備的CxHi-x薄膜的譜圖上,除了在400nm以內的紫外區呈現了吸收峰外,還呈現了3個尖峰,它們表征著3個不同的化學環境。在可見和近紅外區呈現振動曲線,標明薄膜較為透明。這闡明,以兩種不同氣體源制備的CxHx薄膜構造存在著輕微差異。
實驗比較了在不同RF功率下苯乙烯氣體源制備的CxHi-x薄膜的透射譜。結果標明:當RF功率為15W時,制備的CxHi一x薄膜是最好的。
2塑料微球專用反彈盤1反彈盤(0碰了壓電陶瓷片魅震ni動源。當壓電陶瓷片兩段施加某一頻率的交變電源后,由壓電效應產活力械震動,并帶動微球在盤內跳動。實驗證實,采納玻璃制成的反彈盤具有較好的機械震動成效。
2.3襯底上施加偏壓表1列出了在玻璃和硅襯底上施加不同偏壓時CxHi-x薄膜的膜厚散布。當在襯底上施加100V負偏壓時,平面上的膜厚均性大為改善,且在硅片上堆積的膜厚均性最佳。
表1襯底上施加偏壓對膜厚平均性的影響Table1Theeffectofsubstrate 5.739注:堆積條件為H2分壓3Pa苯乙烯分壓6PaH2流量15cm3/minRF功率15W.;3塑料微球外表碳氫涂層的涂敷以苯乙烯和H2為工作氣體在H2分壓為2Pa>H2流量為15cm3/min、苯乙烯分壓為5.3Pa、RF功率為15W的優化工藝條件下,聯合反彈盤技術在塑料微球上涂敷了一層厚40~801的〔1-1涂層。在上述工藝條件下,CxHh薄膜的堆積速率約為4Mm/h.經狽試,微球外表碳氫涂層的外表均方根粗糙度