การเตรียมฟิล์มคาร์บอนคล้ายเพชร โดยการตกสะสมไอทางเคมีจากคลื่นความถี่วิทยุ Preparation of Diamond - like Carbon Films by Radio Frequency Chemical Vapor Deposition

Abstract

ได้เตรียมระบบ Radio Frequency Chemical Vapor Deposition (RFCVD) ทมีซวไฟฟ้าแบบแผ่น กลมคู่ขนาน เพี่อใช้สิกษาการเตรียมฟ้ล์มบางคาร์บอนคล้ายเพชร และสิกษาคุณสมบัติพลาสมาของก๊าซ เฉื่อย ฟ้ล์มคาร์บอนคล้ายเพชรถูกเตรียมบนกระจกสไลด้ที่ยึดอยู่บนขั้ว ground โดยเตรียมฟ้ล้มจาก เงื่อนไขต่างๆ ดังนี้ ปรับอัตราการไหลของก๊าซมีเทน ปรับกำลังไฟฟ้าที่ใช้กระตุ้นให้ก๊าซแตกตัว ปรับกำลัง ไฟฟ้าของ Ar etching วัสดุฐานรองก่อนเคลือบ ปรับอัตราส่วนการไหลของก๊าซผสม CHyHe, ClWAr และ CH₄/N₂ แล้วน่าฟ้ล์มไปวิเคราะห้สมบัติทางแสงและค่า I_D/I_G ได้ความสัมพันธ์ดังนี้ ค่า 1_ช/1₀ จะเพิ่มขึ้นเมื่อ ลดอัตราการไหลของ CH₄ หรือ เพิ่มกำลังไฟฟ้าที่ใช้กระตุ้น หรือ เพิ่มกำลังไฟฟ้าของ Ar etching ส่วนผล จากก๊าซผสม CH4/He, CH4/Ar ที่อัตราส่วน 0.1 ได้ค่า 1_๐/1_๐ มากที่สุด นอกจากนี้ยังพบว่าค่า I_D/1₀ แปรผกผัน กับค่า optical band gap ขณะก๊าชผสม CH^/N₂ ให้ค่า I /Iและ optical band gap ค่อนช้างคงที่ และจาก ผลของการสิกษาพลาสมาของก๊าซเฉื่อยเมื่อเพิ่มอัตราการไหลของก๊าซเฉื่อย พบว่าค่า floating potential ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนและไอออนบวกจะมีค่ามากขึ้น ขณะที่ศักย์พลาสมา อุณหภูมิอิเล็กตรอน พลังงานเฉลี่ยของฟ้งกัชันการกระจายพลังงานของอิเล็กตรอน และค่า Debye length กลับลดลง แต่หากพิจารณา การกระจายตัวของความหนาแน่นอิเล็กตรอนตามแนวรัศมีของขั้วไฟฟ้า                                         พบว่าที่อัตราการไหลตา ๆ

มีการกระจายตัวที่สมรเสมอกว่าที่อัตราการไหลสูงๆ คำสำคัญ ะ ฟ้ล์มบางคาร์บอนคล้ายเพชร

Radio Frequency Chemical Vapor Deposition (RFCVD) system with planar parallel electrode was setup for the preparation of diamond-like carbon (DLC) films and the study of the plasma characteristics. The DLC films were deposited on microscope slide substrates located at ground electrode. The optical properties and the intensity fraction พ!were measured as functions of flow rate of CH , power 

discharges, power of Ar etching substrates, and the composition ratio of CH^ mixed with He, Ar or N2. With the decreasing of flow rate of CH^, the increasing of power discharge, or the increasing of power of pre-Ar etching, the value of the intensity fraction I /I was increased. The DLC films prepared from both the fraction of CH^/He and CH^/Ar had maximum value of the intensity fraction พ!₁₃ at CH ratio equal to 0.1. From the experiment results, it was found that the intensity fraction of พ!₀ was inversely proportional to optical band gap, while the changing of the fraction of CH^/N₂ had a little effect to the intensity fraction of พ!_c and the optical band gap. In the study of the plasma parameters of inert gas, the values of floating potential, the electron density, and the ion density increased with increasing the flow rate of the inert gas. On the other hand, the electron energy distribution function (average energy), the electron temperature, the plasma potential and the Debye length decreased with increasing the flow rate of the inert gas. Finally, the electron density in radial axis was studied at various flow rates, we found that the low flow rate gives the homogeneous density than at high flow rate.