Characterization of DLC films deposited on silicon

by the MW ECR-PACVD Method

A. Khettache1*, L. Mahjoubi2, M. Z. Touhami1,

B. Bouzabata2, H. Buchkremer Hermanns3, H. Weiss3

1 Department of Metallurgy and Materials Engineering, University of Annaba, B.P 12, 23000, Algeria

2 Physic's Institute, University of Annaba, B.P 12, 23000, Algeria

3 Laboratory of Surface Engineering, University of Siegen, 57068 Siegen, German

* Corresponding author. E-mail: abdelkader.khettache@caramail.com

Received: 03 August 2002; revised version accepted :03 May 2005

Abstract

Diamond-like carbon films were deposited on Si wafers by the Micro Wave Electron Cyclotron Resonance / Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition (MW ECR \ PACVD) technique using a C6H6/Ar gas mixture with negative bias (-200 V) in the 200-350°C temperature range, and 10-4-15.10-4 mbar pressure range. A strong dependence of the characteristics such as the surface morphology, roughness, hardness, scratch-hardness and residual stresses was found as function of the Argon flow rate in the range 5-35 sccm when the benzene flow was kept constant.

Keywords: DLC films; Properties; PACVD; Argon flow.

Résumé

Des films de DLC (Diamond-like carbon) ont été déposés sur du silicium par la technique de déposition chimique en phase vapeur assisté par plasma micro-onde dans un réacteur de type RCE (MW ECR \ PACVD), en utilisant un mélange de gaz de C6H6/Ar, sous une tension négative (- 200 V), dans l’intervalle de température 200-350°C et une gamme de pression de 10-4 - 15.10-4 mbar. Une forte dépendance des caractéristiques, telles que la morphologie de la surface, la rugosité, la dureté, l’adhérence et le niveau des contraintes résiduelles de compression a été trouvée en fonction de la variation du débit de l’argon de 5 à 35 sccm lorsque celui du benzène a été maintenu constant.

Mots clés: Films de DLC; Propriétés; PACVD; Débit d’argon.

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