This work investigates the CK-edge x-ray absorption near-edge structure (XANES), valence-band photoelectron spectroscopy (PES), and Fourier transform infrared (FTIR) spectra of Si-doped hydrogenated amorphous carbon films. The CK-edge XANES and valence-band PES spectra indicate that the sp2sp3 population ratio decreases as the amount of tetramethylsilane vapor precursor increases during deposition, which suggest that Si doping% enhances sp3 and reduces sp2-bonding configurations. FTIR spectra show the formation of a polymeric sp3CHn structure and SiHn bonds, which causes the Young’s modulus and hardness of the films to decrease with the increase of the Si content.

1.
P. R.
Goglia
,
J.
Berkowitz
,
J.
Hoehn
,
A.
Xidis
, and
L.
Stover
,
Diamond Relat. Mater.
10
,
271
(
2001
).
2.
P.
Papakonstantinou
,
J. F.
Zhao
,
P.
Lemoine
,
E. T.
McAdams
, and
J. A.
McLaughlin
,
Diamond Relat. Mater.
11
,
1074
(
2002
).
3.
J.
Nithianandam
,
J. C.
Rife
, and
H.
Windischmann
,
Appl. Phys. Lett.
60
,
135
(
1992
).
4.
A.
Hoffman
,
G.
Comtet
,
L.
Hellner
,
G.
Dujardin
, and
M.
Petravic
,
Appl. Phys. Lett.
73
,
1152
(
1998
).
5.
M. M.
Gracía
,
I.
Jiménez
,
O.
Sánchez
,
C.
Gómez-Aleixandre
, and
L.
Vázquez
,
Phys. Rev. B
61
,
10383
(
2000
).
6.
H. M.
Tsai
,
J. C.
Jan
,
J. W.
Chiou
,
W. F.
Pong
,
M.-H.
Tsai
,
Y. K.
Chang
,
Y. Y.
Chen
,
Y. W.
Yang
,
L. J.
Lai
,
J. J.
Wu
,
C. T.
Wu
,
K. H.
Chen
, and
L. C.
Chen
,
Appl. Phys. Lett.
79
,
2393
(
2001
).
7.
P.
Reinke
and
P.
Oelhafen
,
J. Appl. Phys.
81
,
2396
(
1997
);
P.
Reinke
,
P.
Oelhafen
,
H.
Feldermann
,
C.
Ronning
, and
H.
Hofsäss
,
J. Appl. Phys.
88
,
5597
(
2000
).
8.
S.
Ghosh
,
P.
Bhattacharya
, and
D. N.
Bose
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
2979
(
1996
).
9.
K.
Mui
,
D. K.
Basa
,
F. W.
Smith
, and
R.
Corderman
,
Phys. Rev. B
35
,
8089
(
1987
).
10.
R. A. C. M. M.
van Swaaij
,
A. J. M.
Berntsen
,
W. G. J. H. M.
van Sark
,
H.
Herremans
,
J.
Bezemer
, and
W. F.
van der Weg
,
J. Appl. Phys.
76
,
251
(
1994
).
11.
K.
Chew
,
Rusli
,
S. F.
Yoon
,
J.
Ahn
,
V.
Ligatchev
,
F. J.
Teo
,
T.
Osipowicz
, and
F.
Watt
,
J. Appl. Phys.
92
,
2937
(
2002
).
12.
M.
Ban
and
T.
Hasegawa
,
Surf. Coat. Technol.
162
,
1
(
2002
).
13.
X. M.
He
,
K. C.
Walter
,
M.
Natasi
,
S. T.
Lee
, and
M. K.
Fung
,
J. Vac. Sci. Technol. A
18
,
2143
(
2000
).
14.
K. R.
Lee
,
M. G.
Kim
,
S. J.
Cho
,
K. Y.
Eun
, and
T. Y.
Seong
,
Thin Solid Films
308/309
,
263
(
1997
).
15.
C. S.
Lee
,
K. R.
Lee
,
K. Y.
Eun
,
K. H.
Yoon
, and
J. H.
Han
,
Diamond Relat. Mater.
11
,
198
(
2002
).
16.
A. L. Baia
Neto
,
R. A.
Santos
,
F. L.
Freire
, Jr.
,
S. S.
Camargo
, Jr.
,
R.
Carius
,
F.
Finger
, and
W.
Beyer
,
Thin Solid Films
293
,
206
(
1997
).
You do not currently have access to this content.