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

使用CHF3 和C6H6混合气体做气源 ,在一个电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积装置中制备了氟化非晶碳 (a CFx)薄膜 .利用发射光谱研究了等离子体中形成的各种碳 氟、碳 氢基团随放电宏观参量的变化规律 ,对薄膜做了傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析 ,证实等离子体中的CF2 ,CF和CH基团是控制薄膜生长、碳 /氟成分比和化学键结构的主要前驱物     

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

用紫外可见光透射光谱(UV-VIS)并结合键结构的X射线光电子能谱(XPS)和红外谱(FTIR)分析,研究了电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积法制备的氟化非晶碳薄膜的光吸收和光学带隙性质.在微波功率为140—700W、源气体CHF₃∶C₆H₆比例为1∶1—10∶1条件下沉积的薄膜,光学带隙在1.76—2.85eV之间.薄膜中氟的引入对吸收边和光学带隙产生较大的影响,吸收边随氟含量的提高而增大,光学带隙则主要取决于CF键的含量,是由于强电负 关键词： 氟化非晶碳薄膜 光吸收与光学带隙 电子回旋共振等离子体     

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

使用三氟甲烷和苯的混合气体,利用微波电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积法制备了F/C比在0.11—0.62之间的α-C∶F薄膜.研究了微波功率对薄膜沉积和结构的影响,发现微波功率的升高提高了薄膜的沉积速率,降低了薄膜的F/C比,也降低了薄膜中CF和CF₃基团的密度,而使CF₂基团的密度保持不变.在高微波功率下可以获得主要由CF₂基团和C=C结构组成的α-C∶F薄膜.薄膜的介电频率关系(1×10³—1×10⁶Hz)和损耗频率关系(1×10²—1×10⁵Hz)均呈指数规律减小,是缺陷中心间简单隧穿引起的跳跃导电所致.α-C∶F薄膜的介电极化主要来源于电子极化 关键词： 氟化非晶碳薄膜 ECR等离子体沉积 键结构 介电性质     

a-C:F薄膜的热稳定性与光学带隙的关联

以CF4和C6H6的混合气体作为气源,在微波电子回旋共振化学气相沉积(ECRCVD)装置中制备了氟化非晶碳薄膜(aC:F),并在N2气氛中作了退火处理以考察其热稳定性.通过傅里叶变换红外吸收谱和紫外可见光谱获得了薄膜中CC双键的相对含量和光学带隙,发现膜中CC键含量与光学带隙之间存在着密切的关联,在高微波功率下沉积的氟化非晶碳膜具有低的光学带隙和较好的热稳定性. 关键词： 氟化非晶碳膜 光学带隙 退火温度 热稳定性     

源气体对沉积的a-C∶F∶H薄膜结构的影响

采用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积(MWPECRCVD)方法,使用不同的源气体(CHF3CH4,CHF3C2H2,CHF3C6H6)体系制备了aC∶F∶H薄膜.由于CH4,C2H2,C6H6气体在等离子体中的分解反应不同导致了薄膜的沉积速率和结构上的差异.红外吸收谱的结果表明,用C6H6CHF3作为源气体沉积的薄膜中几乎不含H,而用C2H2CHF3所沉积的薄膜中的含氟量最高,其相应的CF振动峰位向高频方向偏移.薄膜的真空退火结果表明,aC∶F∶H薄膜的热稳定性除了取决于薄膜的CC键浓度外,还与CC键 关键词： 氟化非晶碳膜 电子回旋共振化学气相沉积 红外吸收光谱     

HW-MWECR-CVD法制备氢化微晶硅薄膜及其微结构研究

用热丝辅助微波电子回旋共振化学气相沉积方法制备出高晶化体积分数的氢化微晶硅(μc-Si:H)薄膜.拉曼散射和X射线衍射技术对样品的微观结构测量分析表明，当反应气体中SiH₄浓度在3.6%—50%之间大范围变化时，μc-Si:H薄膜均具有高的晶化体积分数.进一步的分析表明，在SiH₄浓度较大时制备的薄膜，其结构以非晶-微晶的过渡相为主.薄膜易于晶化或生长为过渡相的主要原因是微波电子回旋共振使SiH₄气体高度分解，等离子体高度电离. 关键词： 微波电子回旋共振化学气相沉积 氢化微晶硅薄膜 拉曼散射 X射线衍射     

微波输入功率引起a-C∶F薄膜交联结构的增强

使用C2H2和CHF3的混合气体,在改变微波功率的条件下,利用微波电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积方法制备了氟化非晶碳薄膜(aC∶F).薄膜的傅里叶变换红外光谱分析结果表明:薄膜中的CC与C—F键含量的比值随功率的增加而相应地增大;借助于紫外可见光谱分析发现,薄膜的光学带隙随功率的增大而减小.由此推断微波输入功率的提高有助于增强薄膜的交联结构.aC∶F薄膜的交流电导与x射线光电子能谱进一步证实了这种增强效应 关键词： 氟化非晶碳薄膜 傅里叶变换红外光谱 x射线光电子能谱     

沉积温度对含氢非晶碳膜电学性质的影响

用苯作为源气体,使用微波电子回旋共振(ECR)等离子体气相沉积法在不同温度下制备了含 氢非晶碳薄膜,研究了沉积温度对薄膜的直流电阻率、击穿场强的影响,发现它们与沉积速 率密切相关.测量了薄膜的含氢量与Raman谱,利用Angus等人提出的随机共价网络模型对结果 作了分析. 关键词： 非晶碳薄膜 ECR等离子体化学气相沉积 直流电阻     

栅网与偏压对CHF3电子回旋共振放电等离子体特性的影响

研究了电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积系统中栅网的增加和栅网上施加+60V和-60V偏压对CHF₃放电等离子体特性的影响.发现在低微波功率下栅网与偏压对等离子 体中基团分布的影响较大，而高微波功率下的影响逐渐减小.这是由于低微波功率下等离子体中电子温度较低，基团的分布同时受栅网鞘电场和电子碰撞分解的共同作用；而高微波功率下电子温度较高，栅网鞘电场的作用减弱，基团分布主要取决于电子碰撞分解作用. 关键词： 电子回旋共振放电 3分解')" href="#">CHF₃分解 栅网 偏压     

低温氮化硅薄膜的介电性能研究

研究了微波电子回旋共振等离子体化学汽相沉积低温氮化硅薄膜在5—10⁶Hz频率范围内的介电性能．由于低温氮化硅薄膜为具有分形结构的纳米非晶薄膜，致使氮化硅薄膜的介电谱、损耗谱在低频区和高频区具有两种不同的分布规律．在低频区介电谱具有ε′∝ω^n－1₁的关系，ｎ₁在0.82—0.88之间，是电子跳跃导电的结果；在高频区介电谱具有ε′∝ω^n-1₂的关系，n₂在0 关键词：     

CHF3双频电容耦合放电等离子体特性研究

研究了用于SiCOH 低介电常数薄膜刻蚀的CHF₃气体在1356 MHz/2 MHz,2712 MHz/2 MHz和60 MHz/2 MHz双频电容耦合放电时的等离子体性质.发现2 MHz低频源功率的增大主要导致F基团密度的增大;而高频频率从1356,2712增大到60 MHz,导致CF₂基团的密度增大和电极之间F基团密度的轴向空间不均匀性增加.根据电子温度的分布规律及离子能量随高频源频率的变化关系,提出CF₂基团的产生主要通过电子-中性气体碰撞,而F基团的产生是离子-中性气体碰撞的结果. 关键词： 双频电容耦合放电 3等离子体')" href="#">CHF₃等离子体     

使用发射光谱对感应耦合CF4/CH4等离子体中C2基团形成机理的研究

利用强度标定的发射光谱法，研究了感应耦合CF4₄/CH4₄等离 子体中空间基团的 相对密度随宏观条件（射频输入功率、气压和流量比）的变化情况. 研究表明：在所研究的 碳氟/碳氢混合气体放电等离子体中除了具有丰富的CF，CF2₂，CH，H和F等活 性基团外 ，还同时存在着C2₂基团，其相对密度随着放电功率的提高而增加；随着气压 的上升呈 现倒“U”型的变化. C2₂随流量比R（R=［CH4 _{关键词： 发射光谱 感应耦合等离子体 2}基团')" href="#">C2₂基团     

低介电常数非晶氟碳薄膜光谱表征

以C4F8和CH4为原料气,通过等离子体增强化学气相淀积的方法制备了非晶氟碳薄膜,在实验条件下所得薄膜的介电常数为2.3。薄膜的傅里叶变换红外光谱表明该薄膜中除了含有CFn(n=1-3）基团外,还含有少量的C=O,C=C等不饱和双键,没有迹象表明C-H和O-H的存在。X射线光电子能谱进一步证明了薄膜中的碳元素有六种不同的化学状态分别为CF3（8%）、CF2（19%）,CF（26.7%)、C↓-—CF。（42.5%),C↓-—C(3.3%)和C=O（0.5%),表明薄膜中大约54%的碳原子与氟成键,大约43%的碳原子不是与氟成键,而是与碳氟基团CFn中的碳原子成键,毗连的两个碳原子上均没有氟参与成键的几率很小。     

Electrochemical corrosion behaviors of a-C:H and a-C:NX:H films

The a-C:H and a-C:N_X:H films were deposited onto silicon wafers using radio frequency (rf) plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and pulsed-dc glow discharge plasma CVD, respectively. Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to characterize chemical nature and bond types of the films. The results demonstrated that the a-C:H film prepared by rf-CVD (rf C:H) has lower I_D/I_G ratio, indicating smaller sp² cluster size in an amorphous carbon matrix. The nitrogen concentrations of 2.9 at.% and 7.9 at.% correspond to carbon nitride films prepared with rf and pulse power, respectively.Electrochemical corrosion performances of the carbon films were investigated by potentiodynamic polarization test. The electrolyte used in this work was a 0.89% NaCl solution. The corrosion test showed that the rf C:H film exhibited excellent anti-corrosion performance with a corrosion rate of 2 nA cm⁻², while the carbon nitride films prepared by rf technique and pulse technique showed a corrosion rate of 6 nA cm⁻² and 235 nA cm⁻², respectively. It is reasonable to conclude that the smaller sp² cluster size of rf C:H film restrained the electron transfer velocity and then avoids detriment from the exchange of electrons.     

Gas pressure effects on the structure of CNx thin films deposited by laser ablation

Carbon nitride thin films with different nitrogen concentration have been deposited at different N₂ and N₂/Ar mixed partial pressures. Time-integrated optical emission spectroscopy measurements have been performed to gather information on the nature of the chemical species present in the plasma. Both the CN and C₂ molecular species have been observed. Fast photography imaging of the expanding plume revealed the change of the dynamics from a free expansion at low pressure to a shock wave formation followed then by the plume stopping upon increasing the gas pressure values. Raman and XPS spectroscopy measurements performed on the deposited thin films revealed that the films, structure strongly depends on the dynamics of the expansion plasma regime rather than on the partial pressure at which the deposition takes place.     

Fabrication and characterization of La-doped HfO2 gate dielectrics by metal-organic chemical vapor deposition

La-doped HfO₂ gate dielectric thin films have been deposited on Si substrates using La(acac)₃ and Hf(acac)₄ (acac = 2,4-pentanedionate) mixing sources by low-pressure metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD). The structure, thermal stability, and electrical properties of La-doped HfO₂ films have been investigated. Inductive coupled plasma analyses confirm that the La content ranging from 1 to 5 mol% is involved in the films. The films show smaller roughness of ∼0.5 nm and improved thermal stability up to 750 °C. The La-doped HfO₂ films on Pt-coated Si and fused quartz substrates have an intrinsic dielectric constant of ∼28 at 1 MHz and a band gap of 5.6 eV, respectively. X-ray photoelectron spectroscopy analyses reveal that the interfacial layer is Hf-based silicate. The reliable value of equivalent oxide thickness (EOT) around 1.2 nm has been obtained, but with a large leakage current density of 3 A/cm² at V_g = 1V + V_fb. MOCVD-derived La-doped HfO₂ is demonstrated to be a potential high-k gate dielectric film for next generation metal oxide semiconductor field effect transistor applications.     

Light emission from a-Si:C:O:H films fabricated by C2F6 and O2/C2F6 plasma treating silicone oil liquid

Amorphous Si:C:O:H films were fabricated at low temperature by C₂F₆ and O₂/C₂F₆ plasma treating silicone oil liquid. The a-Si:C:O:H films fabricated by C₂F₆ plasma treatment exhibited white photoluminescence at room temperature, while that by O₂/C₂F₆ plasma treatment exhibited blue photoluminescence. Fourier transformed infrared spectroscopy and Raman spectroscopy studies showed that the sp³ and sp² hybridized carbons, SiC bond, SiO bond and carbon-related defects in a-Si:C:O:H films correlated with photoluminescence. It is suggested that the blue emission at 469 nm was related to the sp³ and sp² hybridized carbons, SiC bond, carbon dangling bonds as well as SiO short chains and small clusters, while the light emitting at 554 nm was related to the carbon-related defects.     

脉冲等离子体推力器羽流沉积薄膜的结构与光学性质研究

为了研究脉冲等离子体推力器羽流污染特性,把握脉冲等离子体推力器羽流沉积薄膜性质,利用质谱仪对推力器羽流残余气体成分进行了分析,利用红外傅里叶光谱、光电子能谱及紫外可见光分光光度计对推力器羽流区阴极侧不同方位角处沉积薄膜的结构及光学性质进行了诊断研究结果表明,推力器羽流中主要存在C,F,CF,CF2和CF3气体分子;在各方位角处脉冲等离子体推力器羽流沉积生成了低氟碳比碳氟薄膜;沉积薄膜微观结构以30°角为界在羽流不同区域中具有不同的变化趋势;羽流沉积薄膜具有对波长小于500 nm的光低透射率及增强反射率的光学特性,受薄膜性质的影响,其光学特性具有极大的角度依赖性.