CHx掺杂SiCOH低介电常数薄膜的物性热稳定性分析

研究了真空热处理对掺CH.的SiCOH低介电常数薄膜的电流.电压(I-V)特性、电容.电压(C-V)特性、疏水性能以及微结构的影响.结果表明:在热处理过程中,热稳定性较差的碳氢基团发生了热解吸,使薄膜的漏电流减小、绝缘性能改善,并使薄膜的导电行为更趋于空间电荷限流过程.碳氢基团的热解吸使SiCOH/Si界面的界面态发生改变,导致SiCOH薄膜MIS结构的平带电压VFB发生漂移.封端的碳氢基团热解吸使薄膜表面的开口孔结构减少,薄膜表面变得更平整.但是碳氢基团为疏水基团,其热解吸导致薄膜的疏水性能降低.     

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

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 (CHF7755, 6855http://cpb.iphy.ac.cn/CN/10.1088/1674-1056/19/5/057701https://cpb.iphy.ac.cn/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=111779F-SiCOH, low-k dielectrics, capacitance--voltage characteristicProject supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No.~10575074).2/4/2009 12:00:00 AMThis 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 (CHF$_{3})$ electron cyclotron resonance plasmas. With the CHF$_{3}$/DMCPS flow rate ratio from 0 to 0.52, the positive excursion of $C$--$V$ curves and the increase of flat-band voltage $V_{\rm FB}$ from $-6.1$~V to 32.2~V are obtained. The excursion of $C$--$V$ curves and the shift of $V_{\rm FB}$ 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 CHF$_{3}$/DMCPS flow rate ratio is 0.12, the compensation of F-bonding dangling bond to Si dangling bond leads to a small $V_{\rm FB}$ of 2.0~V.半导体结构;电压特性;电容电压;绝缘体;薄膜;金属;电子回旋共振等离子体;兴奋剂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 decamethylcyclopentasilox-ane [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 fiat-band voltage VFB from -6.1 V to 32.2V 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 2.0V.     

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     

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     

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：     

ECR等离子体气相沉积装置磁场形态的计算

本文介绍了微波电子回旋共振等离子体气相沉积装置的磁场设计原理和计算方法,给出了几种电流强度、线圈间距等主要参量下的磁场形态.     

非晶含氢碳膜的氧等离子体刻蚀性能研究

用苯作气源,采用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积方法制备了非晶含氢碳膜,并在该系统上用氧等离子体对这些碳膜进行了刻蚀性能的研究.实验中,测量了碳膜在不同氧压强、流量和微波功率下的刻蚀速率,研究了膜的沉积速率与它的刻蚀速率之间的关系.结果表明,膜的刻蚀速率与膜的生长条件密切相关;在低沉积速率下生长的非晶碳膜的刻蚀率低于常用的Novolak光刻胶.这种碳膜具有较强的耐刻蚀性能,可以用作微电子器件制造中的掩膜材料. 关键词：     

电解有机溶液法制备CNx薄膜

在60℃和常压下,电解甲醇和脲的混合溶液在硅基片上沉积CN_x薄膜．傅里叶红外和Raman测试表明,所得薄膜是非晶态的,碳和氮主要是以C—N,C—C,C＝C和C＝N的形式成键,有少量的碳和氮以C≡N的形式成键．X射线光电子能谱测试表明,氮是以SP²和SP³杂化形式与碳化学成键来成膜的．测试结果表明通过液相沉积法所得CN_x薄膜与汽相沉积法所得CN_x薄膜的结构比较接近.     

Si—OH基团对SiCOH低k薄膜性能的影响与控制

研究了十甲基环五硅氧烷(D5)的电子回旋共振等离子体沉积的SiCOH薄膜中Si—OH基团对介电性能和漏电流的影响.结果表明Si—OH含量的增大会导致介电常数k的增大、漏电流的降低和介电色散的增强.由于Si—OH结构的强极化补偿了薄膜密度减小带来的介电常数降低，导致总的介电常数k增大.高Si—OH含量下漏电流的降低是由于封端的Si—OH基团降低了薄膜中Si—O网络的连通概率p而导致网络电导下降的缘故.介电色散的增强与Si—OH封端结构的快极化过程有关.改变放电参数以提高电子能量，从而提高源的电离程度，使更多的Si—OH基团断裂并通过缩合反应形成Si—O—Si网络，可以进一步降低薄膜的介电常数. 关键词： SiCOH薄膜 Si—OH结构 介电性能 ECR放电等离子体     

磁镜中晃荡电子形成熟垒的实验研究

本文在实验上研究了ＦＣＲＨ产生晃荡电子形成串级磁镜热垒的可行性，并对等离子体电位进行了测量，研究结果表明，ＥＣＲＨ产生晃荡电子形成热垒是成功的。