电子回旋共振—微波等离子体化学气相沉积法制备a-C:H(N)薄膜

采用电子回旋共振 -微波等离子体化学气相沉积技术 ,使用 CH4 和 N2 混合气作为反应气体 ,在硅衬底上制备掺氮含氢非晶碳 (a- C∶ H(N) )薄膜。紫外 Ram an光谱证实了薄膜的类金刚石特性 ;傅立叶变换红外光谱表明薄膜中存在 CH和 CN键结构。采用原子力显微镜 (AFM)观察薄膜的微观表面形貌 ,结果表明薄膜表面光滑。论文详细叙述了薄膜制备工艺 ,对测试结果进行了分析讨论 。

碳薄膜电极材料在电分析化学中的应用

由于具有一系列的优点,碳材料被广泛应用于电分析化学。新型碳电极材料的开发及其性质研究对电分析化学的发展起着重要的推动作用。最近报道了一些制备新型碳薄膜电极材料的方法,因为制备方法不同,这些碳薄膜材料的电化学性质如电位窗、稳定性、导电性也存在显著的差异。目前电位窗宽、背景电流低、稳定性高、表面不易被电极产物钝化的碳薄膜电极材料的研究非常活跃。本文综述了采用不同方法制备的一些碳薄膜电极材料如硼掺杂的金刚石薄膜、无定形碳和纳米晶体碳薄膜材料等在电分析化学中应用。

电子回旋共振等离子体增强沉积氟化非晶碳薄膜的光学性质

用紫外 可见光透射光谱 (UV VIS)并结合键结构的X射线光电子能谱 (XPS)和红外谱 (FTIR)分析 ,研究了电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积法制备的氟化非晶碳薄膜的光吸收和光学带隙性质 .在微波功率为 14 0—70 0W、源气体CHF3∶C6 H6 比例为 1∶1— 10∶1条件下沉积的薄膜 ,光学带隙在 1.76— 2 .85eV之间 .薄膜中氟的引入对吸收边和光学带隙产生较大的影响 ,吸收边随氟含量的提高而增大 ,光学带隙则主要取决于CF键的含量 。

电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积a-CF_x薄膜的化学键结构

使用CHF3 和C6H6混合气体做气源 ,在一个电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积装置中制备了氟化非晶碳 (a CFx)薄膜 .利用发射光谱研究了等离子体中形成的各种碳 氟、碳 氢基团随放电宏观参量的变化规律 ,对薄膜做了傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析 ,证实等离子体中的CF2 ,CF和CH基团是控制薄膜生长、碳

退火对CN_x薄膜光学性质的影响

报道了退火对电子回旋共振 (ECR)辅助脉冲激光溅射方法制备的CNx 薄膜样品光学性质的影响 .X射线衍射(XRD)结果显示CNx 薄膜基本为无定形结构 ,但存在微量的多晶结构 .拉曼散射谱显示所制备的CNx 薄膜样品主要由CN、少量的C—C和微量的CN组成 .随着退火温度的升高 ,拉曼散射谱不但在 135 7cm-1附近出现了一个新峰 (新峰对应无序的CN键 ) ,而且CN和CN的相对含量比随着退火温度的提高大致呈先减小后增大再减小的趋势 ,从而证实在退火过程中部分N原子发生了迁移 .椭偏仪所测量的CNx 薄膜的光学常数表明退火温度对ε1、ε2 、n、k的大小和谱线的形状均产生了显著影响 .结合拉曼散射谱可断定其原因为退火改变了CNx 薄膜样品的内部结构和键结构 .实验中得到的ε1、ε2 、n、k随光子能量的变化关系可用洛伦兹色散理论得到很好解释 .

CC双键对氟化非晶碳薄膜I-V特性的影响

研究了电子回旋共振等离子体技术沉积的氟化非晶碳 (a_C :F)薄膜的电学性质 .发现对于不同C_Fx 含量的薄膜 ,CC含量的增大对薄膜的导电行为具有不同的影响 .薄膜的直流I_V特性呈现I =aV +bVn规律 ,是低场强区的欧姆导电和高场强区的空间电荷限流 (SCLC)组成的导电过程 .由于非晶材料的空间电荷限流与带尾态密度的分布密切相关 ,而a_C :F薄膜中CC的含量决定带尾态密度的分布 ,因此a_C :F薄膜在高场下的空间电荷限流是由薄膜中 CC 决定的导电过程 .

ECR-CVD法制备的a-C:F:H薄膜在N_2气氛中的热退火研究

改变CHF3 CH4源气体流量比 ,使用微波电子回旋共振化学气相沉积方法 (ECR CVD)制备了具有不同C—F键结构的a C :F :H薄膜 ,着重研究了退火对其结构的影响 .结果显示薄膜的厚度及其光学带隙E0 4随退火温度的上升均呈现了不同程度的下降 .借助于红外吸收光谱和所提出的热解模型解释了产生这种关系的结构上的根源 .

源气体对沉积的a-C∶F∶H薄膜结构的影响

采用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积 (MWPECRCVD)方法 ,使用不同的源气体 (CHF3 CH4 ,CHF3 C2 H2 ,CHF3 C6 H6 )体系制备了a C∶F∶H薄膜 .由于CH4 ,C2 H2 ,C6 H6 气体在等离子体中的分解反应不同导致了薄膜的沉积速率和结构上的差异 .红外吸收谱的结果表明 ,用C6 H6 CHF3作为源气体沉积的薄膜中几乎不含H ,而用C2 H2 CHF3所沉积的薄膜中的含氟量最高 ,其相应的C F振动峰位向高频方向偏移 .薄膜的真空退火结果表明 ,a C∶F∶H薄膜的热稳定性除了取决于薄膜的CC键浓度外 ,还与CC键和其他键结构的关联有关 ,此外 ,源气体对薄膜的F

掺CH_4的SiCOH低介电常数薄膜结构与介电性能研究

以十甲基环五硅氧烷和甲烷作为反应气体,采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)方法制备了k=2.45,485℃下的热稳定性优良的SiCOH低介电常数薄膜.通过薄膜结构的FTIR谱分析,比较了十甲基环五硅氧烷(D5)液态源和不同甲烷流量下制备的薄膜的键结构差异,发现在沉积过程中甲烷含量的增大,一方面有利于D5源环结构的保留,另一方面有利于薄膜中形成高密度的CHn基团.高密度碳氢大分子基团的存在降低了薄膜密度,结合薄膜中形成的本构孔隙、低极化率Si—C键以及—OH键减少的共同作用,导致薄膜介电常数的降低.

流量比对等离子体基团分布和薄膜结构的影响

使用光强标定的发射光谱(AOES)测量了CHF3/C6H6混合气体的微波电子回旋共振(ECR)放电等离子体中基团的分布状态。实验发现随着CHF3流量的增加,成膜基团CF、CF2、CH等的相对密度增大,而刻蚀基团F的密度也会增加,从而使得a-C:F薄膜的沉积速率降低。同时红外吸收谱(IR)分析表明,在高CHF3流量下沉积的a-C:F薄膜中含有更高的C-F键成分。可见在a-C:F薄膜的制备中CHF3/(CHF3+C6H6)流量比是重要的控制参量。

CHF_3/C_6H_6等离子体中的基团分析

在一个微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积系统中,测量了CHF3、C6H6及其混合气体放电的质谱和发射光谱图,分析了等离子体中主要基团的分布及其产生的途径,研究了放电功率和流量对主要基团密度的影响,以及它们与氟化非晶碳薄膜沉积速率和键结构之间的关联。结果表明,提高微波功率会增加CHx、CFx等成膜基团的密度,有利于加大沉积速率;而增加CHF3的进气量则会加大F原子基团的密度,这是由于它控制了薄膜的氟化程度。