3.光学领域的应用
用在锗光学镜片上和硅太阳能电池上作为减反射膜 塑料和聚碳酸脂等低熔点材料组成的光学透镜表面抗磨损保护层 DLC膜为性能极佳的发光材料之一：光学隙带范围宽，室温下光致发光和电 致发光率都很高
DLC薄膜应用
4.医学领域的应用
在人工心脏瓣膜的不锈钢或钛合金表面沉积DLC膜能同时满足机械性 能、耐腐蚀性能和生物相溶性要预流体工程研究中心 导师 李建昌 蔺增
DLC薄膜
类金刚石碳(DLC)涂层的主要成分为碳,是一种兼有高硬 度和优异摩擦性能的非晶体硬质薄膜，一种非晶亚稳态 结构 DLC膜的成份主要指sp^3键和sp^2键，还可能含有一些杂 质相如C- H 等
DLC薄膜
1971：Sol Asienberg和Ronald Chabot用IBD首次制备 根据薄膜结构是否含有氢可分为：
PECVD制备DLC薄膜
DLC工艺流程
无氢非晶碳膜(a-C film)：一般CVD制备 四面体碳膜(ta-C film)或非晶金刚石膜(a-D film)：一般PVD制备
DLC薄膜性能
机械性能：高硬度和高弹性模量、优异的耐磨性、低摩擦系 数
DLC膜中氢的含量超过40%门限时能获得很低的摩擦系数，但过多的 氢存在将降低膜与基体的结合力和表面硬度，使内应力增大。
DLC薄膜制备方法
化学气相沉积
1.直接光化学气相沉积 2.直流辉光放电化学气相沉积(DCCVD) 3.射频辉光放电化学气相沉积(rf PECVD) 感应圈式：膜质量较差并且沉积速率低 平行板电容耦合式：薄膜厚度均匀、生产效率高、沉积速率高、稳定 性好、可调性和重复性好 4.电子回旋共振化学气相沉积(ECRCVD) 电子回旋共振是在输入的微波频率等于电子回旋频率时，微波能量可 以共振耦合给电子，获得能量的电子与中性气体碰撞，分解碳氢气体 产生等离子体，然后沉积到基体上
DLC薄膜制备方法
物理气相沉积
1.离子束沉积(IBD)：采用氩等离子体溅射石墨靶形成大量的碳离子， 并通过电磁场加速使碳离子沉积于基体表面形成DLC膜
DLC薄膜制备方法
2.溅射沉积 特点：沉积的离子能量范围宽。 主要分为：直流溅射、射频溅射、磁控溅射 3.磁过滤阴极弧沉积 4.脉冲激光沉积(PLD)： 多功能的工艺方法，可以用来沉积从高温超导体到硬质涂层等多种不 同性质的材料。
PECVD制备DLC薄膜
电容耦合PECVD系统制备DLC薄膜
优点： 1.等离子体的存在可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程， 促进反应活性基团的生成，显著降低反应沉积的温度范围， 2.可以获得大面积均匀的电场分布，制备性质均匀的高质量薄膜所 3.沉积和溅射过程几乎全部被限制在衬底所在的电极表面附近，这样 就大大降低了反应室壁的污染 4.薄膜质地致密，薄膜具有比较小的内应力和良好的粘附力 5.操作简单
电学性能：表面电阻高化学惰性大 光学性能：DLC膜在可见光区通常是吸收的，在红外区具 有很高的透过率 稳定性；亚稳态的材料，热稳定性很差， 400摄氏度
DLC薄膜应用
1.机械领域的应用
用于防止金属化学腐蚀和划伤方面 磁介质保护膜
2.电子领域的应用
ULSI芯片的制造：光刻电路板的掩膜 ULSI的BEOL(线后端)互联结构的低K值的材料 碳膜和DLC膜交替出现的多层结构构造共振隧道效应的多量子阱结构 DLC可作为平面板场发射显示FED的电子发射器