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脉冲激光沉积氮化碳薄膜及其生长机理研究

王淑芳  
【摘要】: 本工作利用等离子体辅助的脉冲激光沉积技术在Si衬底上生长氮化碳薄 膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)、 俄歇电子能谱(AES)等多种技术手段,对薄膜的形貌、成分、晶体结构、价键 状态等特性进行了分析和确定。研究了几种工艺参数如衬底温度、工作气压、 电流密度、激光能量等对薄膜生长的影响,初步讨论了氮化碳薄膜的生长机理。 沉积反应的动力学条件变化导致合成的氮化碳薄膜在高低不同气压下表 现出不同特性:低气压条件下(10~1-10~2pa),室温时沉积的多为非晶氮化碳薄膜, 高温沉积和高温退火(1100℃)可强迫薄膜晶化;高气压条件下(10~3-10~4pa), 随着衬底温度的变化,沉积的薄膜经历了从无定形(600-650℃)到CN/SiN (800-850℃)再到SiCN(950-1000℃)的相变过程。


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