PECVD法氮化硅薄膜的研究

本文采用射频等离子体增强化学气相生长法，在单晶硅衬底上生长氮化硅薄膜，经Ｘ射线衍射测试发现，在晶向硅片上生长的氮化硅薄膜为晶向的外延生长膜。还用红外吸收我谱拉曼光谱和Ｘ射线我电子能谱测试了β－Ｓｉ３Ｎ４的特性，讨论了它在微电子学中的应用。     

PECVD法制备氮化硅薄膜的研究进展

等离子增强型化学气相沉积（PEDVD）是目前较为理想和重要的氮化硅薄膜制备方法。着重介绍了PECVD法制备氮化硅薄膜工艺参数的研究进展。     

α－Si_3N_4晶须、晶柱与生长温度关系的研究

本文采用无定形氮化硅超细粉制备α－Ｓｉ_３Ｎ_４晶须和晶柱，并对生长温度对晶须中的缺陷的影响进行了研究。结果表明：晶须生长时能否得到完整的晶体，与其生长温度有关，只有某一温度范围（１４３０℃±３０℃）生长时，才能得到比较完整的晶体，晶须的生长温度太高或太低均会引起晶体生长的不完整性，晶须中会出现大量的缺陷，温度继续升高时，在晶须中又出现了晶粒，继而生长成晶柱。     

微波ECR-PCVD技术制备Si3 N4薄膜的研究与应用

受电子器件芯片铝电极耐温性能的限制和钝化膜沉积工艺中高能粒子对芯片辐射损伤等因素的影响，一般的沉积方法难以用到要求较高的浅结器件的钝化工艺中。微波ECR-PCVD技术没有高能粒子对芯片的辐射损伤，可以在较低的温度条件下沉积出均匀致密、性能优良的Si_3N_4薄膜，因而成为微电子器件沉积钝化膜的最佳工艺。     

PECVD法生长氮化硅工艺的研究

采用了等离子体增强化学气相沉积法(plasma-enhanced chemical vapor deposition,PECVD)在聚酰亚胺(polyimide,PI)牺牲层上生长氮化硅薄膜,讨论沉积温度、射频功率、反应气体流量比等工艺参数对氮化硅薄膜的生长速率、氮硅比、残余应力等性能的影响,得到适合制作接触式射频MEMS开关中悬梁的氮化硅薄膜的最佳工艺条件.     

Cu-Ni-Ti系合金钎料对Si_3N_4陶瓷自身及其与金属的连接研究

系统研究了Cu-Ni-Ti系合金钎料对Si3 N4陶瓷的润湿性 ,并使用不同形式的钎料进行了Si3 N4/Si3 N4的连接 .使用真空熔炼合金作为钎料 ,获得的Si3 N4/Si3 N4接头强度值并不理想 ,分析其原因 ,采用膏状钎料改善钎料成分的均匀性 ,并重新设计了四种成分的钎料 ,其中钎料Cu -Ni5～ 2 5 -Ti1 6～ 2 8-Br(B) / %对应的Si3 N4/Si3 N4接头强度最高 ,在 1 3 5 3K ,1 0min的真空钎焊条件下三点弯曲强度达 3 3 8.8MPa.制备了上述合金的急冷态钎料 ,使连接强度进一步提高至 40 2MPa,接头呈现较稳定的高温性能 .使用这种急冷态钎料还获得了室温及高温强度均较理想的Si3 N4/ 1 .2 5Cr-0 .5Mo钢接头 .     

PECVD制备新型介质薄膜碳氮化硅工艺性能研究

研究了ＰＥＣＶＤ法制备新型介质膜碳氮化硅（ＳｉＣｘＮｙ：Ｈ）的工艺参数对淀积过程的影响。讨论了退火对该薄膜的影响，发现经退火后，其电阻率有明显的下降，氢含量也大大减少，但是膜的结构仍然是非晶态的。最后对该薄膜的特性进行测试，表明碳氮化硅薄膜具有较好的绝缘性能。     

α－Si_3N_4晶须中缺陷与晶须生长气氛关系的研究

本文研究了用无定形氮化硅超细粉原位生长α－Ｓｉ３Ｎ４晶须，晶须生长温度为１４００～１４５０℃，恒温１～４ｈ。讨论了在晶须生长过程中，不同的保护气氛对晶须质量的影响。当晶须在高纯Ｎ２气氛中生长时，得到的晶须中氮含量为３２％～３４％，氧含量为８％～６％，氯含量为０．１％左右。这类晶须中存在着大量的缺陷。当晶须在ＮＨ３气氛中生长时，得到的晶须中氮含量为３９％左右，氧含量为１％，氯含量为０．０１％，在这类晶须的透射电镜照片中几乎看不到缺陷。     

交替频率PECVD方法沉积低应力氮化硅薄膜及其性质研究

用ＰＥＣＶＤ方法制备氮化硅薄膜,研究了射频频率对氮化硅薄膜的沉积和性质的影响。结果表明,在低频下（１００ＫＨｚ）制备的氮化硅薄膜密度较大,具有８ｘ１０９Ｐａ左右的压应力和较小的刻蚀速率;而高频（１３．５６ＭＨｚ）沉积的氮化硅薄膜密度较小,具体约２ｘ１０９Ｐａ的张应力,刻蚀速率较大。红外光谱表明,薄膜性质同薄膜中的氢原子成键情况有关。实验中利用高、低频交替沉积的方法,成功地制备了低应力（１０７Ｐａ）氮化硅薄膜。当加热到５００Ｃ时,应力较大的氮化硅薄膜会发生开裂（张应力）或拱起（压应力）。低应力的氮化硅薄膜能够承受７００Ｃ的温度,温度更高时,薄膜的完整性因氢溢出而破坏。     

PECVD方法用于梯度薄膜材料的研究

本文研究了ＰＥＣＶＤ方法制备Ｓｉ－Ｏ－Ｍ系梯度薄膜材料，并运用计算机控制技术成功地制备了涂层折射率随膜深成正弦波形式连续变化的Ｒｕｇａｔｅ单通带滤波器样品。结果表明，采用ＰＥＣＶＤ方法可以制备性能上乘、结构复杂的梯度薄膜材料，ＰＥＣＶＤ方法在研究、开发高级光学涂层领域有着宽广的应用前景。     

APCVD制备氮化硅薄膜的微观结构

以ＳｉＨ４和ＮＨ３作为反应气体,用常压化学气相沉积（ＡＰＣＶＤ）法在平板玻璃表面制备出了氮化硅薄膜,研究氮化硅薄膜的形貌和微观结构,研究结果表明：在６６０℃温度所获得的氮化硅薄膜为非晶态,氮化硅薄膜与平板玻璃基板之间的界有熔焊现象,结合牢固。     

等离子体化学气相法沉积金刚石薄膜

本文介绍和评述了化学气相沉积法制备人造金刚石薄膜及其进展。重点评述了反应机理、发展历史、沉积方法、补底材料、检测手段。论述了有利于形成立方晶系金刚石材料的沉积条件。     

射频PECVD高速沉积微晶硅薄膜

本文采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术高速沉积微晶硅薄膜。系统研究了射频功率、气体总流量、沉积气压、硅烷浓度等沉积参数对薄膜沉积速率和晶化率的影响。通过沉积参数的优化,使微晶硅薄膜沉积速率达到了3/s左右。     

HWP-CVD氮化硅薄膜的结构和光学特性

采用傅立叶红外吸收谱和紫外-可见透射谱研究了螺旋波等离子体增强化学气相沉积法制备的氢化非晶氮化硅薄膜的原子间键合结构和光学特性。结果表明,在不同硅、氮活性气体配比R下,薄膜表现出不同的Si/N比和H原子键合方式,富氮样品中H原子主要和N原子结合,而富硅样品中主要和Si原子结合。随着R的增加,薄膜的光学带隙E_g和E₀₄逐渐减小,此结果关联于薄膜结构无序性程度的增加,而薄膜的(E₀₄-E_g)和Tauc斜率B值之间存在着相互制约关系。     

LPCVD氮化硅薄膜的化学组成

分别采用X光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、傅立叶红外光谱(FTIR)以及弹性反冲探测(ERD)等方法,分析了三氯硅烷-氨气-氮气体系低压化学气相沉积(LPCVD)氮化硅(SiNx)薄膜的化学组成,并利用原子力显微镜(AFM)观察了SiNx薄膜的表面形貌.XPS分析结果表明,当原料气中氨气与三氯硅烷的流量之比小于3时获得富Si的SiNx薄膜,当流量之比大于4时获得近化学计量的SiNx薄膜(x=1.33).AES深度分析与XPS分析结果很好地吻合,在835cm-1产生的强红外吸收峰表明Si-N键的形成,ERD分析表明所制备SiNx薄膜中的氢含量很低(1.2at.%).AFM分析结果表明,所沉积的SiNx薄膜均匀、平整,薄膜的均方根粗糙度RMS仅为0.47nm.     

DC-PCVD法沉积的非晶态氮化硅的结构与性能研究

对用直流等离子体化学气相沉积（ＤＣ－ＰＣＶＤ）法得到的非晶态氮化硅薄膜结构与性能进行了研究。对氮化硅薄膜的表面显微硬度和剖面显微硬度进行了测试，并对非晶态氮化硅硬度高于晶态氮化硅硬度的原因进行了探讨     

热丝CVD生长SiCN薄膜的研究

在HFCVD系统中采用SiH₄/CH₄/H₂/N₂混合气体成功的制备了SiCN薄膜.SEM照片显示制备的SiCN薄膜由棒状结构构成,而在HRTEM下发现这些棒状结构是由生长在无定型SiCN基体当中的纳米晶粒组成的.进一步的SAED和XRD分析说明SiCN纳米晶粒具有类似于α-Si₃N₄的结构.XPS和FTIR分析表明薄膜中含有Si、C、N和O几种元素以及C=N、Si-N和C-N等共价键,但是并没有观察到C-Si的存在.由实验得出结论,SiCN晶体的生长包括两个步骤:α-Si₃N₄团簇的生长和C取代其中Si的过程.     

PECVD法沉积氢化非晶硅薄膜内应力的研究

利用等离子体增强化学气相沉积技术在硅基底上沉积了氢化非晶硅(α-Si:H)薄膜,通过纳米压入仪、电子薄膜应力分布仪、傅里叶变换红外光谱仪等表征技术,研究了沉积时的工艺参数(射频功率、沉积温度、工作压强)对薄膜内应力的影响,对薄膜的本征应力、热应力进行分析,并探讨了射频功率对薄膜红外吸收光谱的影响。研究结果表明,提高射频功率能够使薄膜从张应力转变为压应力,且压应力随射频功率的增大而增大;提高工作压强能够使薄膜从压应力转变为张应力;应力随沉积温度的升高而增大;薄膜中氢含量、SiH组态、SiH2组态含量随射频功率的增大而增大。通过优化工艺,得到了沉积具有较小张应力薄膜的工艺参数(射频功率30W,沉积温度250℃,气体流量80cm3/min(标准状态),工作压强67Pa),并将其成功应用于非晶硅薄膜自支撑悬空结构。     

用PECVD工艺制备功能装饰氧化硅薄膜的性能

用PECVD技术制备氧化硅薄膜,研究了生成样品的位置对薄膜成分、结构和性能的影响,探讨了制备兼具高透光性和耐刮擦性的功能装饰氧化硅薄膜的方法。结果表明,在阳极位置生成的薄膜具有Si(CH3)nO有机氧化硅结构,在380~780 nm波长范围内透光率高达90%~98%,但是薄膜的结构疏松,硬度仅为2 GPa。提高制备温度可使薄膜硬度提高至6 GPa,但是透光率略有降低;在阴极位置生成的薄膜具有无机氧化硅复合非晶碳结构,薄膜结构致密,硬度可达15 GPa,但是在380~780 nm波长范围内透光性差;增加O2反应气体可促使碳与氧反应生成二氧化碳,非晶碳结构消失,薄膜透光率提高到99%,但是硬度降低到9 GPa。     

RF等离子体聚合类聚氧化乙烯(PEO-like)功能薄膜研究

采用射频等离子体，以乙二醇二甲基醚（Ethylene Glycol Dimethyl Ether）为聚合单体，用氩气作为工作气体，合成类聚氧化乙烯（PEO-like）官能聚合物。实验采用连续和脉冲射频等离子体两种放电模式聚合PEO功能薄膜，研究了等离子体放电参数：等离子体放电功率、工作气压、放电模式（连续或脉冲）和聚合时对聚合物表面结构、官能团含量以及表面特性等影响。利用接触角测试仪、表面张力仪、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、膜厚仪和X-射线光电子能谱（XPS）等多种手段对聚合薄膜的组成、结构和性能进行了表征。结果表明，较小的功率以及较长的脉冲条件下有利于EO基团的形成。