MPCVD法在Si衬底上生成β—C3N4晶态薄膜的研究

以Ｎ２,ＣＨ４作为反应气体,采用微波等离子体化学气相沉积法（ＭＰＣＶＤ）进行碳氮膜的合成研究。通过控制反应温度、气体流量、微波功率、反应气压,在Ｓｉ（１１１）和Ｓｉ（１００）基底上气相合成β－Ｃ３Ｎ４晶态薄膜。扫描电子显微镜（ＳＥＲＭ）下观察到生长在Ｓｉ基底上的薄膜具有六角晶棒的密结构。ＥＤＸ分析胡沉积条件的不同,六角晶棒中Ｎ／Ｃ在１．０～２．０之间。Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）发现薄膜中含有β－Ｃ３     

氮化碳薄膜的X射线衍射分析

研究了生工在硅片，合金钢片上的氮化碳薄膜的Ｘ射线衍射谱（ＸＲＤ），实验结果表明在硅片上先生长Ｓｉ３Ｎ４过渡层和对样品进行热处理，有利于β－Ｃ３Ｎ４晶体的生成，不同晶面的硅衬底，生长Ｃ３Ｎ４薄膜的晶面不同，合金钢片上Ｃ３Ｎ４薄膜，出现七个β－Ｃ３Ｎ４衍射峰和六个α－Ｃ３Ｎ４衍射峰，这些结果与β－Ｃ３Ｎ４和α－Ｃ３Ｎ４的晶面数据计算值相符合。     

反应离化团束（RICB）法生长CN硬质薄膜

用反应离化团束（ＲＩＣＢ）法，以低分子量聚乙烯为蒸发材料，氨气为反应气体，在ＮａＣｌ（１００）和Ｓｉ（１００）衬底上淀积Ｃ－Ｎ薄膜，透射电子衍射（ＴＥＭ）分析表明薄膜中含有β－Ｃ３Ｎ４晶粒，Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）和红外吸收谱（ＩＲ）表明存在Ｃ，Ｎ原子的化学键合。     

反应溅射Si-C-N薄膜的结构分析

本文用射频反应磁控溅射制备了ＳｉＣＮ薄膜,对薄膜的化学成分、结构进行了研究。结果表明,反应气体Ｎ２、Ｓｉ、Ｃ三者之间形成了Ｓｉ－Ｃ,Ｓｉ－Ｎ和Ｃ－Ｎ键,构成了复杂的网络结构。成分分析表明薄膜的化学计量式近似为ＳｉＣＮ。对比分析了反应应溅射制备ＳｉＣＮ、ＣＮｘ、ＳｉＮｙ、ＳｉＣｘ薄膜的ＦＴＩＲ谱。     

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。     

硅粉在高压氮气中自蔓延燃烧合成氮化硅的反应机理

本文对Ｓｉ粉在高压氮气中自蔓延燃烧合成（ＳＨＳ）Ｓｉ３Ｎ４的反应机理进行了研究。燃烧反应中Ｓｉ以蒸汽形式与Ｎ２在Ｓｉ３Ｎ４晶种表面反应，反应分为两个主要阶段：（１）动力学反应阶段：Ｓｉ蒸汽不需经过扩散直接与Ｎ２进行反应，反应速度快；（２）扩散控制反应阶段：Ｓｉ蒸汽经过Ｎ２气层扩散到Ｓｉ３Ｎ４晶种表面与Ｎ２反应，反应受扩散控制，速度较慢。     

C3N4膜的制备,结构和性能

采用微波等离子体化学气相沉积法，用高纯氮气（９９．９９９％）和甲烷（９９．９％）作反应气体，在多晶铂（Ｐｔ）基片上沉积Ｃ３Ｎ４薄膜。利用扫描电子显微镜和扫描隧道显微镜观察薄膜形貌表明，薄膜由针状晶体组成。Ｘ射线能谱分析了这种晶态Ｃ－Ｎ膜的化学成分，对不同样品不同区域的分析结果表明，Ｎ／Ｃ比接近于４：３。Ｘ射线衍射结构分析说明，该厝主要由α－Ｃ３Ｎ４和β－Ｃ３Ｎ４和β－Ｃ３Ｎ４组成。ａｎｏ Ｉｎｄｅ     

离子束增强沉积Si3N4／Si多层红外干涉滤波薄膜

利用离子束增强沉积工艺，在硅基片上制备Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ多层红外干涉滤波薄膜。结构表明，Ｎ＾＋２＋Ｎ＋的辅助轰击对于合成接近化学配比的Ｓｉ３Ｎ４薄膜起了关键作用。薄膜的折射率可达１．７４－１．８４。实验测得的多层滤波薄膜的红外反射谱与值相当接近。     

ECR—PECVD制备Si3N4硬质陶瓷薄膜的研究

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积（ＥＣＲ－ＰＥＣＶＤ）技术制备了Ｓｉ３Ｎ４薄膜。利用显微硬度计测定了Ｓｉ３Ｎ４薄膜的表面微硬度。由摩擦测试机对ＳｉＮ４薄膜的摩擦性能进行了测试分析。结果表明，Ｓｉ３Ｎ４薄膜的摩擦系数和单位时间的磨损量较小，该膜具有良好的耐磨性和耐划伤能力。     

Si3N4薄膜的DC—PCVD沉积工艺及结构

用不附加另外电源的ＤＣ－ＰＣＶＤ装置沉积Ｓｉ３Ｎ４薄膜，，ＸＲＤ ＴＥＭ检查出这种Ｓｉ３Ｎ４是非晶态、ＩＲ，ＡＥＳ验证这种薄膜的主要成分是Ｓｉ３Ｎ４、ＴＥＭ与ＯＭ研究 薄膜组织结构。     

常压MOCVD制备MgO薄膜的研究

本文首次报道用常压金属有机化学气相沉积（ＡＰ－ＭＯＣＶＤ）在Ｓｉ（１００），ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）和Ｐｔ／Ｓｉ（１００）衬底上外延高质量的ＭｇＯ薄膜。研究了衬底温度与薄膜的取向性关系和ＭｇＯ薄膜的潮解特性。高纯ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ［ｂｉｓ（２，４－ｐｅｎｔａｎｅｔａｎｅ－ｄｉｏｎｏ）ｍａｇｎｅｓｉｕｍ］［Ｍｇ（ＣＨ２ＣＯＣＨ２ＣＯＣＨ３）２］作为金属有机源，扫描电镜（ＳＥＭ），透射电镜（ＴＥＭ）和Ｘ－ＲＡＹ衍射实验显示，在较低的衬底温度（～４８０℃）下一次淀积成单晶膜。薄膜均匀，致密，结晶性和取向性很好，衬底温度（Ｔｓ）在４００℃到６８０℃之间，在Ｓｉ（１００）衬底上生长的ＭｇＯ薄膜都具有［１００］取向，在Ｓｉ（１００）、ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）和Ｐｔ／Ｓｉ（１００）衬底上生长的ＭｇＯ薄膜也都具有［１００］取向。     

PECVD法淀积氮化硼薄膜场发射特性研究

用 Ｂ２Ｈ６和 ＳｉＨ４作反应气体,通过射频等离子体增强化学气相淀积（ＲＦ－ＰＥＣＶＤ）方法,在 Ｓｉ（１００）面上沉积生长ＢＮ薄膜,用Ｓ－５２０扫描电子显微镜对所得薄膜进行观测,并用红外透射光谱测试分析了膜的成分。在室温、压力为 ８ × １０－４ Ｐａ条件下,对 ＢＮ薄膜的电流一电压特性进行测量,并得到了 Ｆｏｗｌｅｒ－Ｎｏｒｄｈｅｉｍ特性曲线,ＢＮ膜的场发射开启电场为９ Ｖ／μｍ,在电场３７．５ Ｖ／μｍ时,电流密度达到２４．８ ｍＡ／ｃｍ２。     

用微波等离子体CVD制备C3N4薄膜

采用微波等离子体化学气相沉积法（ＭＰＣＶＤ）,使用高纯Ｎ２（９９．９９９％）和ＣＨ４（９９．９％）作反应气体,在多晶Ｐｔ（９９．９９％）基片上沉积Ｃ３Ｎ４薄膜。Ｘ射线能谱（ＥＤＸ）分析结果表明Ｎ／Ｃ原子比为１．０～１．４,接近Ｃ３Ｎ４的化学比;Ｘ射线衍射谱（ＸＲＤ）说明薄膜主要由β－和α－Ｃ３Ｎ４组成;Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）、傅立叶变换红外谱（ＦＴ－ＩＲ）和喇曼（Ｒａｍａｎ）谱说明在Ｃ３Ｎ４薄膜     

热处理过程中纳米非晶Si－N－C粉的晶化及微结构变化研究

本文在１４７３～１９７２Ｋ温度范围内对激光合成的、平均粒径为３０ｎｍ的非晶Ｓｉ－Ｎ－Ｃ粉进行热处理（ｌａｔｍ．Ｎ２，１ｈ）；研究了粉体的晶化及微结构变化，结果表明，纳米非晶Ｓｉ－Ｎ－Ｃ粉具有短程有序的亚稳结构，此亚稳结构在＞１５２３Ｋ发生稳定团相分离，在１７７３Ｋ开始形成α－Ｓｉ３Ｎ４；β－ＳｉＣ，此时粒子间出现明显的表面扩散形成粒子簇；到１８７３Ｋ晶化加剧，α－Ｓｉ３Ｎ４和β－ＳｉＣ明显增多，并有少量的石墨碳形成。在１７７３～１８７３Ｋ，由固相分离形成α－Ｓｉ３Ｎ４／β－ＳｉＣ纳米复合结构。     

高氢稀释硅烷加乙烯法制备纳米硅碳薄膜

在等离子体化学气相沉积系统（ＰＥＣＶＤ）中，使用高氢稀释硅烷（ＳｉＨ４）加乙烯（Ｃ２Ｈ４）为反应气氛制备了纳米硅碳（ｎｃ－ＳｉＣｘ＾２Ｈ）薄膜，随着（Ｃ２Ｈ４＋ＳｉＨ４）／Ｈ２（Ｘｇ）从５％时，由于Ｈ蚀刻效应的减弱，薄膜的晶态率从４８％下降到８％，平均晶粒尺寸在３．５－１０ｎｍ。当Ｘｇ≥６％时，生成薄膜为非晶硅碳（ａ－ＳｉＣｘ＾２Ｈ）薄膜。ｎｃ－ＳｉＣｘ＾２Ｈ薄膜的电学性质具有与薄膜的晶态率紧密相     

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．     

利用^4He—O共振散射测量SiOxNy功能梯度薄膜中氧的深度分布

利用＾４Ｈｅ－Ｏ共振散射测量了ＳｉＯｘＮｙ功能梯度薄膜中氧元素的深化度分布。测试样品由计算机控制的等离子增强化学汽相溶积方法制备，所用的反应气体是ＳｉＨ４，Ｎ２Ｏ中ＮＨ３。     

SiO2—C—N2系统中气相对相稳定的影响

研究了ＳｉＯ２－Ｃ－Ｎ２系统中一定Ｎ２分压下，温度与Ｏ２、ＳｉＯ、ＣＯ气体分压对相稳定性的影响，绘制了平衡状态下的相稳定性关系图，并以此指导碳热还原氮化法合成高纯Ｓｉ３Ｎ４粉的工艺制备条件。     

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（ＰＥＣＶＤ），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（１００）晶向硅片上生长的氮化硅薄膜为（１０１）晶向的外延生长膜。还用红外吸收光谱拉曼光谱和Ｘ射线光电子能谱测试了β－Ｓｉ３Ｎ４的特性，讨论了它在微电子学中的应用。     

Co薄膜的稳定性和室温相观察

用电镜对Ｓｉ（００１）基体上的Ｃｏ薄膜的室温相和稳定性进行了观察，高分辨像和小角解理的电子衍射结果均表明：室温下，Ｃｏ薄膜不发生反应，室温相为α－Ｃｏ，没有硅化物形成，Ｃｏ薄膜在经过３００℃２ｈ退火后，薄膜发生部分凝聚现象，凝固团由硅化物组成，３００℃退火后薄膜由Ｃｏ２Ｓｉ和ＣｏＳｉ两相组成。