热丝辅助MW ECR CVD法高速沉积优质氢化非晶硅薄膜

我们用热丝辅助MW ECRCVD系统,在热丝温度分别为0、1350、1400、1450、1500、1600和1700℃时制备出a-SiH薄膜.通过膜厚测定,红外光谱分析光、暗电导测量等手段,分析了其沉积速率、光敏性及光学带隙的变化规律.结果表明沉积速率和薄膜质量均得到明显的提高,沉积速率超过3nm/s,光暗电导之比提高到6×105.找到最佳辅助热丝温度为1450℃.通过对带隙值的分析,发现当带隙值在1.6～1.7范围内时,薄膜几乎都具有105以上的光暗电导之比.     

微波ECR—CVD低温SiNx薄膜的氢含量分析

利用红外光谱技术研究了微波电子回旋共振（ＥＣＲ）等离子体化学气相沉积（ＣＶＤ）法在低温条件下制备的ＳｉＮ。膜的键的结构和氢含量，分析了微波 功率和后处理条件对膜含量的影响及其成因，提出适当提高微波功率是降低微波ＥＣＲ－ＣＶＤ低温ＳｉＮｘ膜中氢含量的可能途径。     

永磁微波ECR等离子体CVD低温淀积SiNx薄膜

发展了永磁微波ＥＣＲ等离子体ＣＶＤ低温淀积氮化硅薄膜的技术，在低于６０℃的基片温度下，制备了低含氢量的优质纳米非晶ＳｉＮｘ膜     

热丝CVD工艺参数对GeSi薄膜键结构影响的研究

对高H2稀释比条件下热丝CVD法制备GeSi薄膜的工艺参数对薄膜的键结构的影响进行了研究。用Raman谱和FT-IR谱对薄膜中非极性键(Ge—Ge、Ge—Si和Si—Si)相对含量的变化和极性键(Ge—H、Ge—H2、Si—H等H键)相对含量的变化进行了分析。研究结果表明,热丝CVD工艺参数对制备的GeSi薄膜中非极性键和极性键的影响规律是不同的。热丝温度和锗烷硅烷流量比(RS/G)对非极性键相对含量的变化均有影响。随着热丝温度上升Ge—Si和Si—Si相对含量均增加。随着RS/G增加Si—Si相对含量一直增加,Ge—Si相对含量先增加,当RS/G1.4时开始下降。但热丝温度和RS/G对H键的影响规律有很大不同:随着RS/G增加,Si—H键的相对含量增加,Ge—H和Ge—H2键的相对含量减少,而热丝温度对H键相对含量基本无影响。     

热丝碳化促进CVD金刚石成核增强的物理机制

采用扫描电镜、X射线衍射及喇曼光谱等手段研究了HFCVD过程中热丝碳化对金刚石成核特性的影响。热丝经充分碳化后能发射出更多热电子，进而从反应气体中激发出更多原子H和CH3^ ，使金刚石晶核的孕育期大为缩短，3min内即可在未经表面预处理Si衬底上获得10^10cm^-2以上的高晶核密度。     

热丝CVD法制备金刚石涂层刀具的研究现状

金刚石涂层刀具具有优异的硬度、耐磨性及导热性,在军事、航空航天等高精尖应用领域加工石墨、高硅铝合金、碳纤维增强塑料等难切削材料时无可替代,但目前金刚石涂层刀具存在两个问题:一是涂层与刀具间膜基结合力较差,导致涂层在使用中过早脱落;二是涂层表面粗糙度较大,难以保证被加工面的平整度与尺寸精度。本文从增强涂层结合力与降低涂层粗糙度两方面,将近年来科研人员对HFCVD法制备金刚石涂层的研究成果加以综述,并分析了各种因素对金刚石涂层刀具性能的影响。     

热丝CVD制备微晶硅薄膜的研究

采用热丝化学气相沉积技术制备微晶硅薄膜,利用X射线衍射谱、Raman散射谱、透射光谱和扫描电子显微镜等检测手段,系统地研究沉积过程中沉积气压对微晶硅薄膜晶粒尺寸、晶态比和光学带隙的影响,运用Tacu法则对薄膜的透射率和厚度进行计算分析,得到薄膜光学带隙与沉积气压之间的关系,结果表明薄膜的光学带隙随着沉积气压的升高而单调下降。     

热丝辅助裂解法制备聚对二甲苯薄膜

聚对二甲苯因其优异的物理化学性质而被广泛应用于半导体、传感器和库存武器防护等。本文主要研究了热丝辅助裂解电阻蒸发法制备该薄膜的制备工艺，并采用红外，质谱和热重等分析方法对薄膜的成分进行初步分析。分析表明在热丝的辅助裂解作用下，在较低的温度下就可聚合成膜，薄膜中主要成分是聚对二甲苯，但同时存在一定比例的交联成分。     

大面积平整金刚石薄膜的制备

用热丝CVD的方法在3英寸的硅衬底上生长均匀的金刚石薄膜。应用了在热丝上方加石黑电极,在形核阶段相对于热丝施加一直流负偏压的预处理方法,使金刚石的成核密度达到10^10-10^11/cm^2,在3英寸镜面抛光的硅衬底上制备了平整的金刚石薄膜,生长的薄膜用SEM及喇曼光谱进行了测试。实验发现电极的位置是影响金刚石薄膜均匀性的重要因素。     

热丝CVD金刚石薄膜制备及碳纳米管形核作用的研究

利用热丝化学气相沉积法 (HF CVD)进行了金刚石薄膜制备和碳纳米管形核作用的研究。获得了制备金刚石薄膜的优化工艺参数。利用碳纳米管作为形核前驱获得了高质量的金刚石薄膜 ,其沉积速率可达 2 5 μm/h ,晶粒生长完美 ,而且没有出现聚晶现象。研究了碳纳米管涂料质量对薄膜沉积特性的影响 ,并对其机理进行了初步探讨     

氮化碳薄膜的结构与特性

采用射频等离子体增强化学气相沉积（ＣＶＤ）＋负偏压热丝辅助方法直接在Ｓｉ（１００）衬底上制备了多晶Ｃ_３Ｎ_４薄膜．Ｘ射线衍射测试表明,薄膜同时含有α－和β-Ｃ_３Ｎ_４晶相以及未知结构,没有观测到石墨衍射峰．利用扫描电子显微镜观测到线度约２μｍ、横截面为六边形的β－Ｃ_３Ｎ_４晶粒．纳米压痕法测得薄膜的硬度达７２．６６ ＧＰａ．     

氮气氛下金刚石薄膜生长过程中的光发射谱研究

利用原位光发射谱对衬底附近的化学气相性质进行了研究．研究表明,氮气的引入使得金刚石生长的气相化学和表面化学性质发生了很大变化．含氮基团的萃取作用提高了金刚石表面氢原子的脱附速率,从而提高了金刚石膜的生长速率．而含氮基团的选择吸附使金刚石（１００）取向变得化学糙化,这种化学糙化使得（１００）晶面生长速率远大于其它晶面,最终使金刚石薄膜呈现（１００）织构．还利用化学气相沉积方法研究了氮气浓度对金刚石生长的影响,结果与光发射谱分析是一致的．     

电子回旋共振等离子体用于聚四氟乙烯材料表面改性

在电子回旋共振 (ECR)等离子体装置中 ,使用Ar气 ,N2 气 ,H2 气和普通空气放电 ,对聚四氟乙烯 (PTFE)材料进行表面处理以提高其表面粘结性能。详细研究了在不同的放电气压 ,微波功率 ,处理时间 ,气体种类的情况下 ,样品表面的接触角的变化。同时也讨论了样品导电性能和外观等的变化。使用红外吸收谱对样品结构处理前后的变化进行了测量 ,对等离子体处理的机理进行了初步的讨论。使用Langmuir探针测量了Ar气和N2 气等离子体中的离子密度 ,用能量分析器测量了离子的能量。发现在对样品的处理中 ,ECR等离子体的离子密度是影响表面性能的主要因素 ,离子能量的作用不明显     

电子回旋共振等离子体源的朗谬尔探针诊断

电子回旋共振(ECR)等离子体以其密度高、工作气压低、均匀性好、参数易于控制等优点在超大规模集成电路工艺中获得了广泛的应用.利用朗谬尔探针对ECR等离子体进行了初步的诊断研究,测量了等离子体的单探针伏安特性并计算出电子温度,电子密度和等离子体电势等参量.实验证明,ECR等离子体源能够稳定地产生电子温度较低的高密度等离子体.     

永磁电子回旋共振等离子体化学气相沉积系统

研制了一台永磁ECR等离子体化学气相沉积系统.通过同轴开口电介质空腔产生表面波,利用高磁能积Nd-Fe-B磁钢块的合理分布形成高强磁场,通过共振磁场区域内的电子回旋共振效应产生大面积均匀的高密度等离子体.进行了ECR等离子体化学气相沉积氧化硅和氮化硅薄膜工艺的研究.6英寸片内膜厚均匀性优于95%,沉积速率高于100 nm/min,FTIR光谱分析表明薄膜中H含量很低.     

CVD技术在制备含硅化合物膜层中的应用

本文综述了近十几年来CVD技术在不同基底材料上制取含硅化合物膜层的研究应用 ,并提出了目前存在的问题     

The Deposition of Cubic Boron Nitride Fillms by Ion Beam Assisted Sputter Deposition

The relationship between film properties and assisting ion beam parameters such as the ion-to-atom arrival ratio, the mean energy transfer or the mean momentum transfer to a depositing atom has been established with a new method. We have made use of a focused assisting ion beam which generates zones of locally varying current densities on the film surface. By mapping these and the deposition rate, and measuring film properties as function of surface coordinates, we can determine their relationship from few samples. The: advantage is that the number of deposition runs can considerably be reduced, and errors can be avoided which may originate from slightly different deposition conditions (pressure, temperature, gas flow etc.) in different deposition runs.

This method has been applied to establish the relationship between the cubic phase formation of a boron nitride film and various assisting beam parameters. The BN films were characterized by transmission FTIR spectroscopy. The spectra were evaluated by fitting the absorption lines to Gaussian functions. The experiments show that the momentum transferred to a depositing atom is the relevant control parameter for the formation of the cubic phase and that a threshold exists at 250 (eV.amu)^1/2 above which the cubic phase is synthesized in accordance with results obtained by Kester and Messier. Below this threshold a small fraction of c-BN was also observed.     

硼掺杂对直流热阴极CVD金刚石薄膜生长特性的影响

采用直流热阴极CVD法以B(OCH3)3为掺杂剂制备了硼掺杂金刚石薄膜,利用等离子体发射光谱、SEM、Raman和XRD研究了硼掺杂对金刚石薄膜生长特性的影响,通过与未掺杂金刚石薄膜的对比发现:在直流热阴极CVD系统中,低浓度硼掺杂条件下能够长时间维持稳定的辉光放电. 掺硼后辉光等离子体活性基团(Hα、Hβ、C2、CH)的种类没有改变,但C2基团的浓度升高,而CH基团的浓度下降,薄膜的生长速率提高到0.65mg·cm-2·h-1. 硼掺杂金刚石薄膜为多晶薄膜,晶体生长良好,取向以(111)晶面为主,质量较未掺杂薄膜有所提高. 硼原子以取代或填隙的方式掺杂进入金刚石晶格,没有破坏金刚石晶体结构.     

立方氮化硼薄膜制备与性质研究新进展

立方氮化硼(c-BN)具有优异的物理和化学性质, 在力学、光学和电子学等方面有着广泛的应用前景. 自上世纪80年代开始, 低压沉积c-BN薄膜的研究迅速发展, 到90年代中期达到高潮, 随后进展缓慢, c-BN薄膜研究转入低潮. 近年来, c-BN薄膜研究在几方面取得了突破, 如获得与衬底粘附良好、厚度超过1μm的c-BN厚膜; 成功实现了c-BN单晶薄膜的异质外延生长; 此外, 在c-BN薄膜力学性质和过渡层微结构研究方面也取得了进展. 本文主要评述最近几年c-BN薄膜研究在以上几方面取得的最新进展.