CVD法氮化硅薄膜制备及性能

氮化硅薄膜是一种重要的薄膜材料,具有优秀的光电性能,钝化性能和机械性能,将在微电子,光电和材料表面改性领域获得广泛应用,本文着重评述了制备氮化硅薄膜的几种化学相沉积方法和一些性能。     

常压化学气相沉积法制备二氧化钛薄膜的沉积工艺及薄膜均匀性

利用常压化学气相沉积法在浮法玻璃表面制备了二氧化钛薄膜。研究了水蒸气、氧气含量和衬底温度以及反应器与衬底的距离对薄膜制备过程中沉积速率的影响。结果表明:当水蒸气质量浓度为50mg/L。氧气含量为总气体流量的8%时,薄膜的沉积速率可达30nm/s,随着衬底温度从300℃升到600℃,薄膜的沉积速率从15nm/s增加到30nm/s;然而随着反应器与衬底的距离从2mm增加到12mm,薄膜的沉积速率从30nm/s降到10nm/s,但大面积薄膜层的厚度差从10nm降低到2nm,薄膜比较均匀。     

常压化学气相沉积法氮氧化硅薄膜性能的研究

我们用常压化学气相沉积法(APCVD),以SiH4和NH3为先驱体,在较低的温度(＜700℃)下制备氮氧化硅(Si-O-N)薄膜,并对其性能进行了研究.研究结果表明氮氧化硅薄膜能使改性后平板玻璃硬度提高40%,并具有良好的抗高温氧化性,这种薄膜在材料表面改性领域有着广阔的应用前景.     

水对常压CVD法制备SnO_2:F透明导电薄膜雾度的影响

为制备高雾度、高透过和高导电透明导电薄膜玻璃,采用常压CVD法在硼硅玻璃基板上分别以单丁基三氯化锡(MBTC)为前驱物、三氟乙酸(TFA)为掺杂剂、去离子水为催化剂,制备了Sn O_2:F透明导电薄膜。研究了不同水用量对薄膜雾度的影响,并分析影响雾度变化的机理。结果表明:通过调节水的用量可实现高雾度、高透过和高导电薄膜的生成。随着水用量的增加,薄膜平均晶粒尺寸、结晶度和雾度先增大后减小;当水用量为MBTC摩尔量的1.5倍时,制备出雾度为14.3%、可见光透过率为76.8%、方块电阻为3.2?/□的薄膜。水的加入和用量的调节有效的解决了雾度和透过率之间相互影响的难题。     

CVD金刚石薄膜的制备方法及应用

对现在的化学气相沉积金刚石薄膜的方法和金刚石薄膜在器件中的应用进行介绍和评论。     

氮化硅薄膜的热丝化学气相沉积法制备及微结构研究

采用热丝化学气相沉积法,以Sill4、NH3、N2为反应气源,通过改变氮气流量沉积氮化硅薄膜.通过紫外-可见(UV-VIS)光吸收谱、傅里叶红外透射光谱(FTIR)、X射线衍射谱(XRD)等测试手段对薄膜的光学带隙、键合特性及晶相进行表征与分析.结果表明:薄膜主要表现为Si-N键合结构,当N2流量从20 sccm变化到40 sccm时,热丝能够充分的分解N2,薄膜中N原子过量,其周围的Si和H能充分的与N结合.但由于N2的解离能较高,当N2流量高于40 sccm时,氮气在反应过程中对薄膜内的氮原子反而起到了稀释作用,薄膜的有序程度增大,光学带隙减小,致密性降低.当氮气流量达到150 sccm时,在2θ为69.5°处出现了晶化β-Si3 N4的尖锐衍射峰,其择优取向沿(322)晶向,且Si3 N4晶粒显著增大.因此,氮气流量对薄膜中的氮含量有显著影响,适当的增加氮气流量有利于制备出优质含有小晶粒β-Si3 N4薄膜.     

用等离子化学气相沉积工艺制备Al2O3薄膜

以乙酰丙酮铝Ａｌ（ａｃａｃ）３为前驱体用等离子化学气相沉积工艺在玻璃、石英、Ｓｉ（１００）和Ｎｉ等底材上沉积出了Ａｌ２Ｏ３薄膜。所获得的沉积膜或无碳、透明、致密（平均３．８ｇ·ｃｍ＾－３），或为透明致密的硬质（硬度Ｈｋ达２３７０）涂层。研究了各种实验参数对沉积速率、薄膜组成及膜层硬度的影响，认为偏压是具影响的参数。     

溶液雾化微波等离子体CVD法制备SrTiO3薄膜

研究了一种新型高效制备多组分陶瓷薄膜的方法，它采用可溶性无机盐溶液雾化为反应膜，利用微波等离子体化学气相沉积工艺在Al2O3基片上制备了SrTiO3基陶瓷薄膜，实验结果表明，薄膜沉积时衬底温度对成膜的相组成与结构产生重要影响，本实验中当沉积薄膜衬底温度在700℃时，可以制备出单一相组成，符合化学计量比，结晶性较好，晶粒度呈球形且均匀分布的SrTiO3薄膜，通过对不同氧分压下薄膜电阻测试，发现此SrTiO3薄膜在O2 N2气氛中氧浓度由1%变化到20%时，其电阻值由5.0MΩ变化到2.5MΩ，从而显示出一定氧敏性能。     

化学气相沉积氮化钛薄膜的研究

氮化钛薄膜材料具有优良的性能,应用广阔,总结了化学气相沉积制备氮化钛薄膜的方法和原理,介绍了化学气相沉积在制备氮化钛方面的应用现状和研究成果,分析了各种化学气相沉积方法的优势。     

APCVD法SiH4-NH3-CO2系统制备氧氮玻璃薄膜的研究

在６６０℃下以ＳｉＨ５４－ＮＨ３－ＣＯ２作为反应气体利用常压ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）设备沉积得到了氧氮玻璃薄膜,此温度比文献物ＡＰＣＶＤ法低２００℃以上,有效地降低了沉积温度,实验发现ＮＨ３中水汽对沉积反应的显著影响,初步研究表明,运用ＡＰＣＶＤ法将这种薄膜应用于普通钙硅玻璃的表面改性,可使镀膜玻璃的表面硬度比退火玻璃提高一５０％以上。     

低温APCVD法制备氮化硅薄膜

本实验用常压化学气相沉积法（ＡＰＣＶＤ）在平玻璃基板上沉积了氮化硅薄膜,研究了基板温度、反应气体比例,热处理等对氮化硅薄膜制备的影响,发现在７００℃以下,ＮＨ３／ＳｉＨ４流量比例为１５／１时制得较纯的氮化硅薄膜,比常规ＡＰＣＶＤ法制备温度低大约１５０℃。     

喷涂距离对APCVD制备的TiN薄膜性能的影响

以TiCl4和NH3为原料,用常压化学气相沉积法在玻璃基板表面沉积得到了TiN薄膜.采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、电阻仪、紫外-可见光谱仪等研究了喷涂距离(输入TiCl4管道末端到基板之间的距离)对沉积的TiN薄膜的结晶性能和表面形貌,以及薄膜的电学性能和光学性能的影响.结果表明:当喷涂距离为5cm和10cm时,玻璃基板表面形成电阻较高、反射率较低的较疏松薄膜.当喷涂距离增加到13cm和15cm时,可以得到结晶良好、低电阻、高反射、致密的TiN薄膜.当喷涂距离进一步增加到20cm以上,得到的薄膜的电阻率随之升高而反射率下降.对喷涂距离对薄膜性能的影响机理进行了分析,认为喷涂距离的变化会影响扩散到达并吸附在基板表面的反应物分子数量比例,进而影响沉积薄膜的性能.     

化学气相沉积碳化硅薄膜的研究

在较低温度（１３６０℃）下采用化学气相沉积法分别在单晶硅和单晶碳化硅基体上成功地生成多晶和单晶碳化硅膜。用氢气作为载体，反应气相为硅烷为甲烷。当温度低于１３００℃时，生成膜的质量明显降低，易于脱离基体。１３６０℃温度下沉积生成的碳化硅膜与基体附着力强，不易被磨擦掉。ＸＲＤ和ＩＲ分析表明生成的ＳｉＣ膜为六方结构型的ａ－ＳｉＣ。运用同位素１２Ｃ和１３Ｃ进行了在Ｓｉ１２Ｃ单晶基体上外延生长Ｓｉ１３Ｃ膜层     

p型CuSCN半导体薄膜电沉积特征的研究

采用电化学沉积法分别用水和乙醇作溶剂在In2O3-SnO2(ITO)透明导电玻璃上制备出了CuSCN薄膜。通过XPS分析表明：2种溶剂中制备的CuSCN薄膜均为SCN化学剂量比过量,具有P型半导体特征。研究了溶剂对CuSCN薄膜结构和光电学特性的影响。结果表明：在乙醇溶剂中能够制备出晶粒更加细化,致密度较高的CuSCN薄膜,电化学沉积制备的CuSCN薄膜具有β-CuSCN结构,属于六方晶系,直接光学带隙为3.7eV,具有较高的透光率。电流-时间或电位-时间的变化曲线表明：利用薄膜的半导体电阻特性,可以影响薄膜的沉积行为。     

常压化学气相沉积法制备氟掺杂TiO_2自清洁薄膜

以四异丙醇钛[Ti(OC3H7)4,TTIP]和三氟乙醇(CF3CH2OH,TFE)为前驱体,采用常压化学气相沉积制备了氟(F)掺杂TiO2自清洁薄膜。通过扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见透射光谱等手段对样品进行分析,研究了前驱体TFE的流量与薄膜性能之间的关系。结果表明:前驱体TFE的引入会在TiO2中掺入F并抑制薄膜中锐钛矿相的形成。光催化性能和亲水性能测试表明,沉积F掺杂TiO2薄膜的最佳TFE流量为5.94L/min。     

浮法玻璃在线镀复合膜的力学性能

用化学气相沉积法在浮法玻璃上制备了复合薄膜.用台阶仪、纳米压痕和X射线衍射分别测定了薄膜厚度、弹性模量、纳米硬度和室温时薄膜的残余应力.实验结果表明:薄膜厚度为560.7nm,弹性模量为48.33GPa,纳米硬度值为10.65GPa,计算得到薄膜的残余应力值为-0.19GPa.对膜厚、气体的配比、流量、玻璃板的厚度、玻璃基体的化学成分等因素对薄膜残余应力的影响进行了讨论.     

温度对直流热阴极化学气相沉积硼掺杂金刚石薄膜的影响

为了获得高品质的硼掺杂金刚石薄膜,采用直流热阴极化学气相沉积法在不同的温度下制备了硼掺杂金刚石薄膜。利用等离子体发射光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射和Raman光谱研究了温度对硼掺杂金刚石薄膜生长特性的影响。研究发现:等离子体活性基团 C2的浓度随温度升高而增加。除了1080℃时生长的薄膜存在孔洞外,在较宽的温度范围(800～1000℃)都能够生长高质量的硼掺杂金刚石薄膜,并随温度升高薄膜质量和晶体结晶度都有所提高。与未掺杂生长的金刚石薄膜相比,掺硼薄膜即使在较低的温度(800℃)时也没有出现非金刚石相。这主要是因为掺杂剂B(OCH3)3 在气相反应中能够生成含氧活性基团,对非金刚石相具有很强的刻蚀作用。