PECVD法制备a-C：F：N薄膜的结构和稳定性研究
【摘要】：氟化非晶碳薄膜是用于超大规模集成电路的一种重要的低介电常数材料,作为电介质薄膜其热稳定温度必须达到平面工艺的温度要求(400℃),氟化非晶碳薄膜的低介电常数和高热稳定性之间存在一种相互制约关系,如何保证a-C∶F薄膜介电常数相对较低的同时尽量提高其热稳定性成了目前倍受关注的课题。
本文选用了两种气体组合:CF_4/CH_4/Ar和CF_4/CH_4/N_2,采用PECVD方法,在抛光的硅片和石英片上制备了氟化非晶碳(a-C∶F)和掺氮氟化非晶碳(a-C∶F∶N)薄膜,并对制备的薄膜进行了退火处理。利用椭偏仪测量了退火前后薄膜的厚度,用其变化率表征了薄膜的热稳定性,研究表明改变沉积温度、射频功率和退火温度可以提高a-C∶F薄膜的热稳定性,但单纯依靠改变工艺参数提高热稳定性非常有限。
本文重点研究了掺氮对氟化非晶碳薄膜热稳定性的影响。由于退火后a-C∶F∶N薄膜的膜厚变化率比a-C∶F薄膜大大减小,说明掺杂氮可以提高a-C∶F薄膜的热稳定性。FTIR分析结果显示,氮元素有效掺入到了a-C∶F薄膜中形成了a-C∶F∶N薄膜。通过对薄膜的FTIR、Raman分析得出:掺氮以后薄膜中sp~2键态含量明显升高,这进一步证明掺杂氮可以提高a-C∶F薄膜的热稳定性。
根据UV-VIS透射光谱分析了a-C∶F∶N薄膜的吸收系数α与光子能量hυ的对应关系,求出了薄膜的光学带隙。根据Robertson提出的簇模型解释了光学带隙的变化的本质原因是由于薄膜中芳香环数目或sp~2簇直径的改变,或者说是因为sp~2键态含量的变化,给出了薄膜的光学带隙与热稳定性之间的关系,表明提高沉积温度和增加流量比都能够提高薄膜的热稳定性,且沉积温度和流量比升高到一定程度后薄膜的热稳定性将基本保持不变。
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：O484.1
|
|
|
|
| 1 |
黄峰,程珊华,宁兆元,杨慎东,叶超,甘肇强;微波功率对a-C:F薄膜结构和光学性质的影响[J];材料科学与工程;2001年04期 |
| 2 |
姚志强,杨萍,孙鸿,黄楠;氟化非晶态碳膜(a-C∶F)的制备与表征[J];功能材料;2004年02期 |
| 3 |
叶超,宁兆元,程珊华,辛煜,许圣华;氟化非晶碳薄膜的低频介电性质分析[J];功能材料;2004年03期 |
| 4 |
杜伟,程珊华,宁兆元,叶超,辛煜,黄松;流量比对等离子体基团分布和薄膜结构的影响[J];功能材料与器件学报;2003年02期 |
| 5 |
狄小莲,辛煜,黄松;氟化非晶碳氢薄膜的红外结构及其电学特性[J];苏州大学学报(自然科学版);2003年04期 |
| 6 |
宁兆元,程珊华,叶超;电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积a-CF_x薄膜的化学键结构[J];物理学报;2001年03期 |
| 7 |
叶超,宁兆元,程珊华;电子回旋共振等离子体增强沉积氟化非晶碳薄膜的光学性质[J];物理学报;2001年10期 |
| 8 |
辛煜,宁兆元,甘肇强,陆新华,方亮,程珊华;不同CHF_3/CH_4流量比下沉积a-C∶F∶H薄膜键结构的红外分析[J];物理学报;2001年12期 |
| 9 |
辛煜,宁兆元,程珊华,陆新华,甘肇强,黄松;ECR-CVD法制备的a-C:F:H薄膜在N_2气氛中的热退火研究[J];物理学报;2002年02期 |
| 10 |
杨慎东,宁兆元,黄峰,程珊华,叶超;a-C:F薄膜的热稳定性与光学带隙的关联[J];物理学报;2002年06期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
彭静,张军,蹇锡高,顾彪;低温等离子体在CF/树脂基复合材料中的应用[J];工程塑料应用;1998年11期 |
| 2 |
邹德恕,徐晨,鲁鹏程,杜金玉,崔碧峰,舒雄文,刘莹,沈光地;射频溅射法镀LD腔面光学薄膜的工艺研究[J];半导体光电;2003年06期 |
| 3 |
周向玲;郑毓峰;李茜;郭富强;孙逸飞;;ZnS纳米颗粒的制备及其特性研究[J];半导体光电;2008年02期 |
| 4 |
高金定;侯玉宝;;氮掺杂对氟化非晶碳薄膜微观结构的影响[J];半导体光电;2009年03期 |
| 5 |
陈宇翔;李伟;金鑫;蒋亚东;廖乃镘;蔡海洪;李志;龚宇光;;气体压强对磷掺杂a-Si∶H薄膜电学性能的影响[J];半导体光电;2009年04期 |
| 6 |
金鑫;李伟;蒋亚东;廖乃镘;陈宇翔;陈德鹅;;C元素对N型a-Si∶H薄膜微结构及电学特性的影响[J];半导体光电;2009年05期 |
| 7 |
徐玮;于军;王晓晶;袁俊明;雷青松;;磁控溅射中工艺参数对ZnO:Al薄膜性能的影响[J];半导体光电;2010年02期 |
| 8 |
杨国伟;离子镀光学薄膜的等离子体物理过程[J];半导体光电;1996年01期 |
| 9 |
王兆阳;张贺秋;胡礼中;赵杰;王志俊;;透射电子显微镜对接膜样品的制作[J];半导体技术;2006年01期 |
| 10 |
徐玮;于军;王晓晶;袁俊明;雷青松;;衬底温度对ZnO:Al薄膜结构和性能的影响[J];半导体技术;2009年07期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
刘东平,李芳,俞世吉,马腾才;非晶碳氢薄膜结构及光学间隙[J];材料科学与工艺;2000年02期 |
| 2 |
叶超，宁兆元，甘肇强;轴向二极场MWECR－CVD系统等离子体特性的实验研究[J];核聚变与等离子体物理;1995年04期 |
| 3 |
陈光华,张仿清,徐希翔;用XPS研究GD-a-Si_xC_(1-x):H膜中等离子体激元的特征[J];物理学报;1983年06期 |
| 4 |
宁兆元,程珊华;非晶含氢碳膜的氧等离子体刻蚀性能研究[J];物理学报;1999年10期 |
| 5 |
宁兆元,程珊华,叶超;电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积a-CF_x薄膜的化学键结构[J];物理学报;2001年03期 |
| 6 |
叶超,宁兆元,程珊华,康健;微波电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积法沉积氟化非晶碳薄膜的研究[J];物理学报;2001年04期 |
| 7 |
张永平,顾有松,高鸿钧,张秀芳;微波等离子体化学气相沉积法制备C_3N_4薄膜的结构研究[J];物理学报;2001年07期 |
| 8 |
辛煜,宁兆元,甘肇强,陆新华,方亮,程珊华;不同CHF_3/CH_4流量比下沉积a-C∶F∶H薄膜键结构的红外分析[J];物理学报;2001年12期 |
| 9 |
辛煜,宁兆元,程珊华,陆新华,甘肇强,黄松;ECR-CVD法制备的a-C:F:H薄膜在N_2气氛中的热退火研究[J];物理学报;2002年02期 |
| 10 |
杨慎东,宁兆元,黄峰,程珊华,叶超;a-C:F薄膜的热稳定性与光学带隙的关联[J];物理学报;2002年06期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
于映,陈跃;氮化硅薄膜的PECVD沉积工艺与绝缘耐压性能[J];福州大学学报(自然科学版);2000年06期 |
| 2 |
余云鹏,林璇英,林舜辉,黄锐;PECVD低温制备晶化硅薄膜及其机制浅析[J];汕头大学学报(自然科学版);2004年02期 |
| 3 |
孟祥东;a-Si∶H薄膜的激光诱导结晶[J];吉林师范大学学报(自然科学版);2004年01期 |
| 4 |
刘洪祥,魏合林,刘艳红,刘祖黎;弱磁场对SnO_2薄膜性能的影响[J];功能材料;2001年06期 |
| 5 |
郭延龙;孙有文;王淑云;王小兵;程勇;卢常勇;;非金属掺杂类金刚石膜的研究进展[J];激光与光电子学进展;2009年04期 |
| 6 |
黄致新;章平;王辉;刘敏;吴斌;张锋;张玉龙;;纵向磁记录介质研究进展[J];信息记录材料;2006年06期 |
| 7 |
吴隆仕,邝安祥;PbTiO_3薄膜的热释电性和铁电性研究[J];湖北大学学报(自然科学版);1990年03期 |
| 8 |
李伯泉,王兵,张庶元,刘文汉,吴自勤;Al的沉积速率对Al/Ge双层膜分形晶化的影响[J];科学通报;1995年15期 |
| 9 |
翟继卫,张良莹,姚熹;溶胶-凝胶法制备SiO_2-TiO_2纳米复合薄膜的结构及光学性能研究[J];硅酸盐学报;1998年04期 |
| 10 |
刘彭义,唐振方,孙汪典;有机发光器件的研究进展及应用前景(综述)[J];暨南大学学报;2002年01期 |
|
手机打开
快捷付款方式
订购知网充值卡
订购热线
帮助中心