Structure and Optical Characteristics of DLC Films: A Study on the Impact of CH 4 Flow Rate

Using a RF‐Plasma Enhanced Chemical Vapor (RF‐PECVD) Depositions method, employing hydrogen and methane gas, Diamond like carbon (DLC) films were fabricated on glass and silicon substrates. The impact of varying CH 4 to H 2 ratios on the resulting film's structure, optical characteristics, and mechanical properties was investigated. The deposition process occurred at methane flow rates spanning 5 to 40 sccm. The films' surface morphology, and roughness were analyzed through Atomic Force Microscopy. Moreover, the Vickers hardness tests was employed to determine the hardness of produced films. The optical behavior of the DLC thin films was explored utilizing UV‐visible spectrometry and ellipsometry. A thorough investigation was conducted to understand how the CH 4 flow rate influences layer growth, morphology, topography, and how these factors relate to the films' transmittance, reflectance, refractive index, and optical band gap. Struktur und optische Eigenschaften plasmadeponierter DLC Schichten – Einfluss der Methan‐Durchflussrate Mit Hilfe eines RF‐plasmaunterstützten chemischen Dampfabscheidungsverfahrens (RF‐PECVD) wurden unter Verwendung von Wasserstoff und Methangas diamantähnliche Kohlenstoffschichten (DLC) auf Glas‐ und Siliziumsubstraten hergestellt. Dabei wurde untersucht, wie sich das unterschiedliche Verhältnis von CH 4 zu H 2 auf die Struktur sowie die optischen und mechanischen Eigenschaften des Films auswirkt. Der Abscheidungsprozess erfolgte bei Methanflussraten von 5 bis 40 sccm. Die Oberflächenmorphologie und ‐rauhigkeit der Filme wurde mittels Rasterkraftmikroskopie analysiert. Auβerdem wurde die Härte der hergestellten Schichten mit dem Vickers‐Härtetest bestimmt. Das optische Verhalten der DLC‐Dünnschichten wurde mit Hilfe von UV‐Spektrometrie und Ellipsometrie untersucht. Der Einfluss der CH 4 ‐Durchflussrate auf das Schichtwachstum, die Morphologie und die Topografie wurde eingehend untersucht. Ebenso wurde bestimmt, wie sich die Abscheidebedingungen auf Transparenz, Reflexionsvermögen, Brechungsindex und optische Bandlücke der Schichten auswirken.