鍍膜機的類金剛石薄膜的反應離子刻蝕實驗

      鍍膜機在微機電係統(MEMS) 中,利用微電子行業中的矽集成電路工藝和技術來製備矽基微型化傳感器執行器以及微結構,在生命科學、汽車工業、航空航天、國防等領域得到廣泛應用。但矽基的微運動部件摩擦力較大,對扭矩的消耗較大,由此造成的磨損降低了部件的可靠性和使用壽命。類金剛石薄膜(diamond2like carbon films,DLC)是一種極具發展潛力的新型功能材料,具有硬度高、導熱性能好、摩擦係數小、耐磨損、耐腐蝕的特點,可在室溫下製備,能沉積在包括低熔點在內的幾乎所有基底上。在MEMS 領域有廣闊的應用前景,引起了科技工作者的廣泛興趣 。

       由於類金剛石薄膜具有極高的硬度和化學穩定性,使其難以用常規的方法進行加工。目前國內外存在類金剛石薄膜圖形化的方法有:選擇性生長、模型複製、激光刻蝕和等離子刻蝕。前三種方法都存在各種難以克服的困難,如選擇性生長由於是各向同性生長,微結構的精度受到限製,尤其在生長較厚的微結構時,常會出現粘結現象;模型複製通常要破壞基體,與其它部分集成也有一定難度,後續加工也依賴於其它微加工技術,用途有限;激光刻蝕容易使金剛石薄膜發生石墨化,製備出微結構的性能降低,而且完全做到既刻蝕掉目標位置的類金剛石薄膜又不損傷基體和留下的微結構是當前一個題。等離子體刻蝕類金剛石薄膜存在很大優勢,利用低能活性氧離子與碳發生化學反應進行類金剛石薄膜圖形化,具有刻蝕率高、對基體損傷小的優點。基於此,本文對電子回旋(electroncyclotronresonance,ECR) 微波反應離子刻蝕類金剛石薄膜進行研究,研究了主要工藝參數對刻蝕率的影響,刻蝕出結構完整、失真度小、獨立的微齒輪,並進行了組裝。