直流射频等离子体增强化学气相沉积类金刚石碳薄膜的结构及摩擦学性能研究

利用直流射频等离子增强化学气相沉积技术在单晶硅表面制备了类金刚石碳薄膜.采用Raman光谱、红外光谱、X射线光电子能谱和原子力显微镜等研究了薄膜的微观结构和表面形貌,在UMT-2MT型摩擦磨损试验机上考察了薄膜在不同载荷与滑动速度下的摩擦学性能.结果表明:所制备的类金刚石碳薄膜具有典型的类金刚石结构特征,薄膜均匀、致密,表面粗糙度小,硬度较高;薄膜与Si3N4陶瓷球对摩时显示出良好的抗磨减摩性能;随着试验载荷与滑动速度的提高,薄膜的摩擦系数降低,耐磨寿命降低;薄膜的减摩抗磨性能同其在Si3N4陶瓷球偶件磨损表面形成的转移膜相关.

射频等离子体增强化学气相沉积SiN_x薄膜的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,以N2和SiH4作为反应气体,在P型硅基片上进行SiNx薄膜的沉积.使用椭偏仪对薄膜厚度和光学常量进行了测量,用傅里叶变换红外光谱仪对SiNx薄膜的化学键合结构进行了分析.研究了基片温度、射频功率以及N2和SiH4的气体流量比率等实验工艺参量对薄膜沉积速率和光学常量的影响.结果表明,射频等离子体增强化学气相沉积技术沉积的SiNx薄膜是低含氢量的SiNx薄膜,折射率在1.65～2.15之间,消光系数k在0.2～0.007之间,当SiNx薄膜为富氮时k≤0.01,最高沉积速率高达6.0nm/min,N2和SiH4气体流量比率等于10是富硅和富氮SiNx薄膜的分界点.

射频等离子体辅助化学气相沉积Ti-B-N薄膜的结构与性能

研究了射频等离子体辅助化学气相沉积获得的Ti B N薄膜的微观组织结构和力学性能。结果表明 :B的加入使Ti B N薄膜中出现TiN纳米晶、BN非晶和TiB2 非晶 (nc TiN/a BN/a TiB2 )的复相结构。Ti B N薄膜组织致密 ,晶粒细小 ,薄膜硬度显著提高。用球盘式磨损实验考察了薄膜的摩擦学特性。与TiN相比 ,Ti B N薄膜抗磨损性能有显著提高 ,磨损机制为微观切削与疲劳磨损共同作用 。

等离子体增强化学气相淀积a-SiCOF薄膜的稳定性研究

以正硅酸乙酯 (TEOS) /C4 F8/Ar为气源 ,采用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)方法制备了低介电常数a SiCOF介质薄膜 ,并借助X射线光电子能谱 (XPS)和傅立叶变换红外光谱 (FTIR)对薄膜的化学键结构、热稳定性和抗吸水性进行了研究。

应用材料公司推出先进化学气相淀积薄膜技术

在日前举办的SEMICONChina上，应用材料公司向业界展示了全新等离子体增强化学气相淀积（PECVD）薄膜技术，用于制造适用于下一代平板电脑和电视的更高性能高分辨率显示。这些源自应用材料公司业界领先的AKT—PECVD系统的先进绝缘薄膜，使得基于金属氧化物的晶体管的应用成为可能，制造出尺寸更小、开关速度更快的像素，从而帮助客户推出更受消费者欢迎的高分辨率显示屏。

添加H_2对SiH_4/N_2/Ar等离子体淀积的氮化硅电学和光学特性的影响

研究了加H2对SiH4/N2/Ar高密度、低离子能量的等离子体淀积的氮化硅薄膜(淀积的衬底温度为400℃)电学和光学性能的影响。实验结果表明,加入H2使氮化硅薄膜的光学带隙增加,其折射率以及在氢氟酸缓冲液中腐蚀速率减小,而XPS测试的N、Si原子比没有改变,均为1.3。FTIR测量表明,样品中Si-H键的密度低于仪器检测限,而添加H2的样品中N-H键密度稍增加。此外,由淀积的氮化硅膜构成的MIS结构的高频C-V测试(1 MHz)显示,当氢气流量从零增加到8sccm时,高频C-V的回滞幅度从(0.40±0.05)V降低到(0.10±0.01)V。基于这些实验结果和理论分析,表明了加适量H2能够促进弱的Si-Si键以及Si和N的悬挂键向Si-N键转化。

高压射频等离子体增强化学气相沉积制备高效率硅薄膜电池的若干关键问题研究

报道了采用高压射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)制备高效率单结微晶硅电池和非晶硅/微晶硅叠层电池时几个关键问题的研究结果,主要包括:1)器件质量级本征微晶硅材料工艺窗口的确定及其结构和光电性能表征;2)孵化层的形成机理以及减小孵化层的有效方法;3)氢稀释调制技术对本征层晶化率分布及其对提高电池性能的作用;4)高电导、高晶化率的微晶硅p型窗口层材料的获得,及其对减小微晶硅电池p/i界面孵化层厚度和提高电池性能的作用等.在解决上述问题的基础上,采用高压RF-PECVD制备的单结微晶硅电池效率达8.16%,非晶硅/微晶硅叠层电池效率11.61%.

热丝和射频等离子体化学气相沉积法制备定向碳纳米管薄膜

采用热丝和射频等离子体复合化学气相沉积设备（PKHF-CVD），以CH4、H2和N2为反应气体，在较低衬底温度下（500℃），用简单的催化剂制备方法——旋涂法在硅片上涂覆Ni（NO3）2溶液，经热处理及H2还原后的Ni颗粒为催化剂，在硅衬底上制备出了垂直于硅片且定向生长的碳纳米管薄膜。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）结果显示，1mol／l的硝酸镍溶液旋涂硅片所得催化剂制得的碳纳米管管径为30-50nm，长度超过4μm，定向性好，并用拉曼光谱（Raman）对不同摩尔浓度Ni（NO3）2溶液条件下制备的碳纳米管薄膜样品进行了表征。

利用13.56MHz射频PECVD技术高速沉积器件级质量的μc-Si:H薄膜材料

利用13.56MHz射频等离子体增强化学气相沉积(RF PECVD)技术,高速沉积器件级质量的微晶硅(μc Si:H)薄膜,研究了沉积压力、射频功率、电极间距、氢稀释度等参数对沉积速率的影响.通过选择适当的沉积参数,得到了沉积速率为0.3～0.4nm/s的μc Si:H薄膜材料,薄膜的暗电导为10-7S/cm量级,光电导与暗电导之比近似为2个量级,电导激活能为0.52eV左右.所得的μc Si:H薄膜材料稳定性好,达到了器件级质量.

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。

笑气中氧和水份对等离子氧化膜质量影响的探讨

一、前言 随着硅片尺寸的增大和器件集成度的提高，高质量的绝缘膜对提高器件的成品率有很大的影响。利用等离子增强化学法气相淀积技术(PECVD)生长的等离子氧化膜，能较好地满足器件所要求的各种淀积特性。其反应气可采用硅烷SiH4和笑气N2O0大量氧气和水的存在，对CVD氧化膜的质量有很大的影响。硅烷遇氧气或水就生成无定形白色粉末状的二氧化硅：

射频PECVD方法生长含氢非晶碳膜的结构及摩擦学性能

利用射频等离子体增强化学气相沉积技术在不锈钢表面制备了含氢非晶碳膜.采用Raman光谱、红外光谱、X射线光电子能谱和原子力显微镜等研究了薄膜的微观结构和表面形貌,在栓盘摩擦磨损试验机上考察了薄膜在不同载荷与滑动速度下的摩擦学性能.结果表明:所制备的含氢非晶碳膜具有典型的类金刚石结构特征,薄膜均匀、致密,表面粗糙度小;薄膜与不锈钢球对磨时显示出良好的抗磨减摩性能;薄膜的抗磨减摩性能同对磨件表面上形成的转移膜以及摩擦过程中薄膜结构的石墨化相关.

PECVD法淀积氟碳掺杂的氧化硅薄膜表征

以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）和八氟环丁烷（Ｃ４Ｆ８）为原料，采用等离子体增强化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）方法制备了氟碳掺杂的氧化硅薄膜（ＳｉＣＯＦ）．样品的Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和傅立叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）分析表明薄膜中含有Ｓｉ－Ｆ、Ｓｉ－Ｏ、Ｃ－Ｆ、Ｃ－ＣＦｘ、ＣＦ2等构型．刚淀积的薄膜的折射率约为１．４０．对暴露在空气中以及在不同温度下退火后薄膜的折射率做了测量，并对其变化机理进行了讨论，同时表明了理想的淀积温度应是３００℃．

射频输入功率对类金刚石薄膜性能的影响

为了得到类金刚石薄膜的性质和制备参数之间的对应关系,利用射频等离子体增强化学气相淀积在单晶硅的(100)面上制备了类金刚石薄膜,反应气体是甲烷和氢气的混合气。研究了射频源的输入功率对类金刚石薄膜性能的影响。采用Raman光谱、X射线光电子能谱、原子力显微镜和纳米压痕仪对薄膜的微观结构、表面形貌、硬度和弹性模量进行了研究,结果表明:制备的薄膜具有典型的不定型碳的结构特征、薄膜致密均匀,随着入射功率的提高,薄膜的sp3含量、硬度以及弹性模量先增加后减小,并且在100W时达到最大值,在400W时薄膜出现碳化。

PECVD淀积SiO_2薄膜工艺研究

研究了等离子增强化学气相淀积(PECVD)制备非晶SiO2薄膜的工艺。系统地研究了反应气体流量比、射频功率、淀积腔内压强、淀积时间等工艺条件对SiO2薄膜质量的影响,采用椭偏仪测量了不同工艺条件下淀积的SiO2薄膜的厚度和折射率。根据以上测试结果分析了各工艺参数对SiO2薄膜淀积速率、折射率以及均匀性的影响规律,并定性讨论了其机理。找到了比较合适的制备高均匀性和典型折射率SiO2薄膜的工艺参数。

射频功率对富硅-氮化硅薄膜结构及性质影响

采用等离子体增强化学气相沉积法,以SiH_4、NH_3和N_2为反应气源,通过改变射频功率制备富硅-氮化硅薄膜材料。利用傅里叶变换红外吸收光谱,紫外-可见光透射光谱,扫描电镜等对薄膜材料结构与性质进行表征。实验表明,随着射频功率的逐渐增加,薄膜光学带隙缓慢减小、有序度增加,薄膜材料中的Si-H键、N-H键缓慢减小,Si-N键增多。分析结果发现,适量的增加射频功率有利于提高样品反应速率,使薄膜有序度增加,致密性增强,提高薄膜质量,但过高的射频功率会使薄膜质量变差。

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)和聚合时间对聚合物表面结构、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。

射频放电辅助热丝CVD金刚石生长速率的研究

在传统的HFCVD系统中,引入射频电源后,通过与灯丝或者衬底的连接,组成了射频放电辅助下的四种不同沉积金刚石的生长模式。在各种生长模式下,分别以酒精和丙酮为碳源,沉积出了金刚石多晶球,并就不同辅助模式下的金刚石的生长速率进行了研究。结果表明,等离子体增强法能够明显促进金刚石的生长,而电子促进法的生长速率最慢,甚至慢于偏压等离子体的生长速率;与等离子体促进增强法相比,偏压等离子体增强法的生长速率也有所变慢,并且随着偏压射频电流的增大,其生长速率越来越慢;而传统热丝法的生长速率与沉积金刚石时所选用碳源的分子结构有很大的关系。

传统 PECVD高品质氢化非晶硅的淀积率

根据 Winer模型 ,联合 Winer模型和 Street的氢化学势理论 ,分别研究了传统 PECVD( CPECVD)高品质氢化非晶硅 ( HQ a-Si:H)的淀积率上限 rdup和淀积率 rd 与 a-Si:H缺陷密度 ND 的关系。得到的结论是 :( 1 )rdup=1 .6nm/s(目前实验上 rd 已接近 1 .0 nm/s)。( 2 )对每一优化淀积温度 ( Ts=2 0 0～ 30 0°C) ,存在一相应的优化淀积率 rdop,当 rd<rdop时 ,rd 增加 ,ND减小 (解释了 Tsuda etal的实验曲线的左边 )。还讨论了在大淀积率下( 0 .5 nm/s<rd<rdup)制备 HQ a-Si:H时避免粉末形成的可能方法。结果显示 :适当功率密度 Pd/Si H4 流速率 fr和 (或 )适当的 Si H4 气压 Pr/fr匹配是至关重要的。

射频功率对筒状聚酯内壁类金刚石薄膜结构与性能的影响研究

利用偏压/射频耦合等离子体增强化学气相沉积技术在聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称聚酯,PET)筒内壁制备了类金刚石薄膜(DLC)。采用X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、三维表面轮廓仪、紫外/可见光分光光度计和气体渗透率测试仪考察了射频功率对类金刚石薄膜的结构、沉积速率、表面形貌、光学透过率和气体阻隔性能的影响。结果表明,膜层沉积可有效阻挡近紫外区域的光线,同时对O2,CO2的阻隔能力明显提高,这是由于DLC膜层的致密性质以及PET表面原有缺陷的覆盖。与未镀膜PET相比,150 W时制备的DLC膜的气体透过率分别从58.5,61.7cm3m-2atm-1d-1降低至0.7,1.5 cm3m-2.atm-1d-1,相应的对O2,CO2的阻隔率分别可以提高80倍和40倍。