使用ECR等离子体沉积和刻蚀非晶碳薄膜

用苯作源气体在一个微波电子回旋共振等离子体系统中沉积了含氢非晶碳薄膜,研究了沉积参数对膜的生长速率的影响.为了探索该种薄膜在干刻蚀工艺过程中用作掩膜的可能性,还研究了它在氧等离子体中的刻蚀性能.结果表明非晶碳膜对于氧等离子体具有高的抗刻蚀性,其刻蚀率不仅与刻蚀的过程参量有关,而且决定于膜的沉积条件.     

Diagnosis of a low pressure capacitively coupled argon plasma by using a simple collisional-radiative model

This paper proposes a simple collisional-radiative model to characterise capacitively coupled argon plasmas driven by conventional radio frequency in combination with optical emission spectroscopy and Langmuir probe measurements. Two major processes are considered in this model, electron-impact excitation and the spontaneous radiative decay. The diffusion loss term, which is found to be important for the two metastable states (4s[3/2]₂, 4s'[1/2]₀), is also taken into account. Behaviours of representative metastable and radiative states are discussed. Two emission lines (located at 696.5 nm and 750.4 nm) are selected and intensities are measured to obtain populated densities of the corresponding radiative states in the argon plasma. The calculated results agree well with that measured by Langmuir probe, indicating that the current model combined with optical emission spectroscopy is a candidate tool for electron density and temperature measurement in radio frequency capacitively coupled discharges.     

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     

Effect of F doping on capacitance-voltage characteristics of SiCOH low-k films metal-insulator-semiconductor

This paper investigates the capacitance-voltage(C-V) characteristics of F doping SiCOH low dielectric constant films metal-insulator-semiconductor structure.The F doping SiCOH films are deposited by decamethylcyclopentasiloxane(DMCPS) and trifluromethane(CHF3) electron cyclotron resonance plasmas.With the CHF3/DMCPS flow rate ratio from 0 to 0.52,the positive excursion of C-V curves and the increase of flat-band voltage VFB from 6.1 V to 32.2 V are obtained.The excursion of C-V curves and the shift of VFB are related to the change of defects density and type at the Si/SiCOH interface due to the decrease of Si and O concentrations,and the increase of F concentration.At the CHF3/DMCPS flow rate ratio is 0.12,the compensation of F-bonding dangling bond to Si dangling bond leads to a small VFB of 2.0 V.     

使用发射光谱对H2稀释情况下的感应耦合H2/C4F8等离子体中碳氟基团的研究

在射频输入功率为400W，气压为0.8Pa的条件下，使用光强标定的发射光谱方法研究了感应耦合H₂/C₄F₈等离子体中CF, CF₂, H和F基团的相对密度随流量比R=H₂/(H₂+C₄F₈)的变化情况，而HF基团相对密度的变化由四级质谱仪探测得到。结果表明等离子体活性先随着R的增加而升高，然后随着R的进一步增加而下降。在流量比从0逐渐上升到0.625的过程中，CF和CF₂基团的相对密度不断降低。实验中测得的CF基团的相对密度[CF]与理论计算得到的[CF]有很好的一致性说明了电子与CF2基团的碰撞反应是CF基团产生的主要原因。文中还讨论了HF基团。     

气氛氧压对PLD法生长Nd∶LuVO_4薄膜的性能影响

采用脉冲激光沉积技术在不同气氛和氧分压下,在抛光石英片上生长了一系列(200)面择优取向的Nd∶LuVO4薄膜。利用X射线衍射(XRD)分析了所制备薄膜性能,认为成膜较为适宜的气氛为氧气,且氧分压为20Pa时所得到的薄膜性能较好。利用原子力显微镜(AFM)观察了Nd∶LuVO4薄膜的表面形貌,分析了氧分压的存在对薄膜表面质量的影响。利用卢瑟福背散射(RBS)分析了薄膜的组成,发现薄膜的成分组成与靶材的成分较为一致。利用棱镜耦合法测得了该薄膜中每条模所对应的有效折射率为2.0044和1.7098。     

掺CH4的SiCOH低介电常数薄膜结构与介电性能研究

以十甲基环五硅氧烷和甲烷作为反应气体,采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)方法制备了k=2.45,485℃下的热稳定性优良的SiCOH低介电常数薄膜.通过薄膜结构的FTIR谱分析,比较了十甲基环五硅氧烷(D5)液态源和不同甲烷流量下制备的薄膜的键结构差异,发现在沉积过程中甲烷含量的增大,一方面有利于D5源环结构的保留,另一方面有利于薄膜中形成高密度的CHn基团.高密度碳氢大分子基团的存在降低了薄膜密度,结合薄膜中形成的本构孔隙、低极化率Si-C键以及-OH键减少的共同作用,导致薄膜介电常数的降低.     

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CF4/CH4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,CF2,CH,H和F等活性基团外,还同时存在着C2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.C2随流量比R(R=[CH4]/{[CH4]+[CF4]})的变化不是单调的,其相对密度在R=7.5％时存在一个极大值,并随着R进一步增加而减弱,然后趋于一个稳定值.根据各基团相对密度的变化规律,认为等离子体中CF和CH基团的气相反应(CF+CH→C2+HF)是C2基团产生的主要途径,并提出了形成C2的基团碰撞的活化反应模型,据此进行的模拟计算的结果与实验相符.     

气氛氧压对PLD法生长Nd:LuVO4薄膜的性能影响

采用脉冲激光沉积技术在不同气氛和氧分压下, 在抛光石英片上生长了一系列(200)面择优取向的NdLuVO4薄膜. 利用X射线衍射(XRD)分析了所制备薄膜性能, 认为成膜较为适宜的气氛为氧气, 且氧分压为20 Pa时所得到的薄膜性能较好. 利用原子力显微镜(AFM)观察了NdLuVO4薄膜的表面形貌, 分析了氧分压的存在对薄膜表面质量的影响. 利用卢瑟福背散射(RBS)分析了薄膜的组成, 发现薄膜的成分组成与靶材的成分较为一致. 利用棱镜耦合法测得了该薄膜中每条模所对应的有效折射率为2.0044和1.7098.     

INVESTIGATION ON THE COMPOSITION AND STRUCTURE OF SILICON NITRIDE FILM PREPARED BY ECR-PECVD

In this paper, the effect of temperature on the composition and structure of the Si₃N₄ thin film is investigated. X-ray diffraction pattern and transmission electron microscope (TEM) analyses show that the Si₃N₄ film undergoes the transition from amorphous to crystalline phase with increasing deposition temperature. Infra-red qualitative analysis shows that the content of hydrogen decreases with increasing deposition temperature.The stoichiometric of Si₃N₄ is investigated by X-ray photoelectron spectroscopy or electron spectroscopy for chemical analysis.