微晶Si_(1-x)C_x:F:H薄膜X衍射和XPS研究

用PECVD法分解SiH_4,CF_4,PH_3和H_2混合气体制备电导性能良好的磷重掺杂微晶Si_(1-x)C_x:F:H薄膜;薄膜的X衍射谱表明其结构为非晶-微晶两相混合结构;膜中C的XPS峰表现为F键合C和无F键合C两种信号的叠加;F键合c含量增大时,薄膜电导率迅速下降。文中提出了薄膜结构模型及能带模型。     

射频功率对a-C:F薄膜沉积速率和结构的影响

用射频等离子体增强型化学气相沉积法制备了a-C:F薄膜,并研究了射频功率对a-C:F薄膜沉积速率和结构的影响。用椭偏仪测量了薄膜的厚度,并用红外谱(FITR)结合Raman谱研究了其结构的变化。结果表明:薄膜沉积速率在10~14 nm/min之间,主要含有CFx和C=C键。随射频功率的升高,沉积速率先增大后减小,CF3的含量迅速减小,CF和CF2的含量略有增加,薄膜中r(F/C)呈下降的趋势。在较高功率下沉积的薄膜中出现了由sp2和sp3混合微晶结构。     

氟化非晶碳薄膜(a-C:F)的制备与表征

以C4F8和CH4为源气体,采用电子回旋共振等离子体化学汽相沉积(ECR-CVD)方法,在不同气体混合比条件下沉积了非晶氟化碳(a-C:F)薄膜低k层间介质.实验中薄膜的沉积速率可达220nm/min,测得的介电常数为2.14～2.58.X光电子能谱表明,随着甲烷含量增大,薄膜中CF3,CF2结构含量减少而CF和C*-CFx(x=1～3)交联结构增多;原子力显微镜表明,在采用C4F8为前驱气体时,高分子基团C Fy在成膜时造成了粗糙不平、多孔渗水的薄膜表面形貌.结果表明,CF基团成分增加而CF2基团成分减小导致了薄膜电子极化增强,介电常数增大.     

BST薄膜的膜厚与铁电性能关系研究

采用射频磁控溅射法制备了Ba.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究了不同膜厚的BST薄膜的介电偏压特性曲线和电滞回线。结果表明,当膜厚从250nm增加到650nm时,BST薄膜的εr、εr的电压变化率和最大极化强度分别从195,9%,4.7×10–6C/cm2逐渐增加到1543,19%,30×10–6C/cm2,而矫顽场强随膜厚的变化较复杂。进一步分析发现,膜厚通过影响矫顽场强和最大极化强度进而影响铁电薄膜的电压非线性。     

掺胺碳膜及其对甲酸蒸气传感特性

用射频等离子体化学沉积方法制备氢化非晶碳（a-C:H)膜。在等离子体气氛中引入胺基团,则能够在a-C:H薄膜沉积过程中将胺基团掺入薄膜的网络结构中。喇曼光谱表明薄膜具有无序态结构。红外分析表明薄膜中有胺基团存在,将掺胺a－C：H薄膜作为质量传感膜沉积到石英晶体表面制成气相质量传感器。测试表明掺胺a－C：H膜对甲酸蒸气具有高的响应灵敏度,好的线性相关系数和线性响应范围。     

元素半导体

0212505厚度对 a-Si:H 薄膜性能的影响[刊]/钱祥忠//真空电子技术.—2002,(1).—40～42(C)用等离子体增强化学气相沉积法在最佳工艺参数下在硼玻璃基片上沉积了厚度为1μm 以下的不同厚度的 a-Si:H 薄膜。测量了薄膜厚度对它的光电性质     

衬底温度对微晶硅薄膜沉积与结构特征的影响

采用甚高频等离子体化学气相沉积(VHF-PECVD)技术在不同衬底温度条件下沉积了氢化微晶硅(μc—Si：H)薄膜,并通过光发射谱(OES)测量技术对沉积过程中硅烷(SiH4)等离子体进行了原位监测。结合对样品的沉积速率测量与结构表征,研究了衬底温度对薄膜沉积过程与结构特征的影响。实验结果表明：随着衬底温度的增加,μc—Si：H薄膜结晶体积分数与晶粒的平均尺寸单调增大,而沉积速率则呈现出先增后减的变化。对于当前的沉积系统,优化生长的衬底温度约为210℃,相应的μc-Si：H薄膜沉积速率为0．8nm／s,结晶体积分数与晶粒平均尺寸分别为60％和9nm。     

BST/LSCO异质结构的研究

利用脉冲激光沉积法在STO(001)基片上外延生长了La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)导电氧化物薄膜,研究了基片温度对LSCO薄膜结构和电性能的影响,并制备了Ni-Cr/BST/LSCO多层膜结构。XRD谱发现,沉积温度在450~700℃均能得到高度(00 l)取向的LSCO薄膜,LSCO(002)峰的半高峰宽FWHM=0.1°~0.2°;在LSCO薄膜上制备的BST介质膜具有良好的c轴取向和较高的表面平整度,其εr约为470,tgδ为0.036~0.060。     

高速沉积氮化硅薄膜对其化学键及性能的影响

采用等离子增强型化学气相沉积法(RF-PECVD),源气体为NH3/SiH4/N2的混合气体,在330℃的温度下沉积a-SiNx∶H薄膜。研究表明在反应气体流量一定的情况下,反应腔气压对薄膜沉积速率影响最大。采用Fourier红外吸收光谱技术分析a-SiNx∶H薄膜中化学键结构,随着沉积速率的提高,薄膜的化学键结构发生变化,N—H键含量和氮含量增大,Si—H键含量和氢含量降低。薄膜沉积速率是影响薄膜物理和光学性质的重要工艺参数。禁带宽度(E04)主要受薄膜中氮原子含量的调制,随着沉积速率增大,氮原子含量增大。另外,介电常数和折射系数则随之增大。最后得到满足薄膜晶体管性能要求的最佳工艺参数。     

晶向对SnO2:F透明导电玻璃特性的影响

本文利用超声喷雾法制备了SnO2:F透明导电薄膜,snCl4·5H2O与NH4F分别用作锡源与氟掺杂,玻璃衬底温度控制在360℃.X射线衍射仪、扫描电镜、紫外可见分光光度计与四探针仪分别用于表征样品的晶体结构、表面形貌、透光率与面电阻.研究结果表明:超声喷雾沉积的SnO2:F薄膜主要为四方晶系的多晶薄膜,并且随着沉积条件的改变,在(110)、(220)晶向出现不同程度的择优取向,其中在(200)晶向上择优取向生长的薄膜面电阻明显低于(110)晶向,最低可达到5 Ω/□,所有样品透光率都较高,在450～1000 nm范围内的平均透光率可达到80～90%.     

Nb和Co掺杂对PZT铁电薄膜电性能的影响

用sol-gel法在ITO玻璃衬底上制备了不同比例Nb和Co掺杂的PZT铁电薄膜,薄膜呈以(101)为首要方向的多晶结构。结果表明,Co掺杂的PZT薄膜的剩余极化强度、矫顽场强、相对介电常数和漏电流密度均大于PZT薄膜的相应值,但在掺杂x(Nb)为1%~10%内漏电流密度随着Nb掺杂比例的增加而减小,薄膜的剩余极化强度和相对介电常数也有所减小。     

用ECRC-VD方法制备非晶氟化碳薄膜

以C4F8为源气体,Ar为稀释气体,用电子回旋共振化学汽相淀积的方法制作了非晶氟化碳薄膜;使用XPS和FTIR分析薄膜的化学组分和成键类型;研究了微波功率对于沉积速率和薄膜光学性质的影响。沉积速率随Ar在混合气体中比例的增大先增大后降低,随微波功率的增加而增加,并最终趋于饱和值。沉积的薄膜介电常数约为2.0,在可见光区薄膜具有良好的透光性。在较高的微波功率条件下,沉积薄膜的光学带隙减小。     

低介电常数多孔二氧化硅薄膜的制备与性能研究

利用Sol-Gel的方法制备了多孔二氧化硅薄膜。通过优化薄膜制备工艺,实现了多孔二氧化硅薄膜厚度在450nm～3000nm范围内可控,薄膜孔率为59%。用FTIR光谱分析了不同热处理温度下多孔二氧化硅薄膜的化学结构。研究了多孔二氧化硅薄膜的介电常数、介电损耗、漏电流等电学性能,结果表明多孔二氧化硅薄膜本征的介电常数为1.8左右,是典型的低介电常数材料。并通过原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行了表征。     

低介电常数含氟氧化硅薄膜的红外光谱分析

用等离子体化学气相淀积 (PECVD)制备了含氟氧化硅薄膜 (Si OF薄膜 )。通过傅里叶变换红外光谱 (FTIR)分析 ,研究了氟掺入后薄膜结构的变化 ,并进一步讨论了氟对薄膜介电常数及吸水性的影响。研究表明氟掺入后改变了 Si- O键上的电荷分布 ,降低了薄膜中 Si- O键的极性 ,导致 Si- O键伸缩振动吸收峰发生蓝移。同时氟的掺入抑制了强极性 Si- OH键的形成。这些变化有利于薄膜中离子极化和偶极子转向极化的降低 ,因而使薄膜介电常数减小。对 Si- F吸收峰的高斯拟合表明 ,在氟含量较高时 ,薄膜中掺入的氟一部分会以 Si F2 结构存在。由于 Si F2 结构稳定性较差 ,易与水汽发生作用 ,因而高氟掺杂的 Si OF薄膜易吸水 ,并使薄膜性能变差     

The influence of nitrogen and fluorine on the dielectric constant of hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) films

The possibility to use diamond-like carbon (DLC) film as dielectric in CIs has been motivating the study of this material. In this work, an analysis focused on the influence of the nitrogen and fluorine on the dielectric constant of the a-C:H films deposited by a reactive RF magnetron sputtering with a graphite target is reported. Different mixtures (CH₄/N₂ and CH₄/CF₄) were used in the depositions. The working pressure process was 5 mTorr and the RF power was 150 W. RBS and FTIR spectra were used to investigate the chemical composition and chemical bonding structure of the films, respectively. As verified in this study, the effect caused by nitrogen and fluorine on the chemical bonding structure of the a-C:H film have a fundamental role on the dielectric constant of this material.     

用PECVD制备掺氟氧化硅低介电常数薄膜

用ＰＥＣＶＤ淀积了低介电常数的掺氟氧化硅介质薄膜,ＳｉＦ４的流量达到６０ｓｃｃｍ时,薄膜的相对介电常数可以降低到３．２。对试样的ＦＴＩＲ分析表明,薄膜中大部分的氟以Ｓｉ－Ｆ键形式存在。Ｃ－Ｖ特性测试表明,薄膜介电常数随氟含量的增加而减小,但薄膜的吸水性随氟含量的增加而变大。并进一步讨论了介电常数和薄膜稳定性与薄膜中氟原子含量之间的内在联系。     

MoO3掺杂对BiNbO4陶瓷微波介电性能的影响

采用固相反应法,研究了MoO3掺杂对BiNbO4陶瓷微结构、烧结特性和微波介电性能的影响。对相对介电常数εr和品质因数Q随烧结温度的变化以及谐振频率温度系数随MoO3掺杂量的变化也进行了研究。MoO3的掺杂量x低于0.05时,实现了BiNbO4陶瓷在970℃以下的低温烧结,并且相转变温度也降低了约60℃。通过对εr以及介质损耗随温度的变化特性的研究,证实了缺陷偶极子对材料介电性能的影响。     

用于ULSI的低K氟化非晶碳膜研究

综述了用于超大规模集成电路中互连介质的氟化非晶碳膜（a-C:F)的制备,化学键结构,介电常数与热稳定,填隙能力,粘附性,热导率等性能,为开发具有新型功能的低介电常数材料提供了指导。     

Ultralow-k silicon containing fluorocarbon films prepared by plasma-enhanced chemical vapor deposition

Low dielectric constant materials as interlayer dielectrics (ILDs) offer a way to reduce the RC time delay in high-performance ultra-large-scale integration (ULSI) circuits. Fluorocarbon films containing silicon have been developed for interlayer applications below 50-nm linewidth technology. The preparation of the films was carried out by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) using gas precursors of tetrafluorocarbon as the source of active species and disilane (5 vol.% in helium) as a reducing agent to control the ratio of F/C in the films. The basic properties of the low dielectric constant (low-k) interlayer dielectric films are studied as a function of the fabrication process parameters. The electrical, mechanical, chemical, and thermal properties were evaluated including dielectric constant, surface planarity, hardness, residual stress, chemical bond structure, and shrinkage upon heat treatments. The deposition process conditions were optimized for film thermal stability while maintaining a relative dielectric value as low as 2.0. The average breakdown field strength was 4.74 MV/cm. The optical energy gap was in the range 2.2–2.4 eV. The hardness and residual stress in the optimized processed SiCF films were, respectively, measured to be in the range 1.4–1.78 GPa and in the range 11.6–23.2 MPa of compressive stress.