氟化非晶碳薄膜(a-C:F)的制备与表征

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作者 苏祥林 吴振宇 +2 位作者 蒋昱 汪家友 杨银堂 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期90-93,共4页

以C4F8和CH4为源气体,采用电子回旋共振等离子体化学汽相沉积(ECR-CVD)方法,在不同气体混合比条件下沉积了非晶氟化碳(a-C:F)薄膜低k层间介质。实验中薄膜的沉积速率可达220nm／min, 测得的介电常数为2．14-2．58。X光电子能谱表明,随... 以C4F8和CH4为源气体,采用电子回旋共振等离子体化学汽相沉积(ECR-CVD)方法,在不同气体混合比条件下沉积了非晶氟化碳(a-C:F)薄膜低k层间介质。实验中薄膜的沉积速率可达220nm／min, 测得的介电常数为2．14-2．58。X光电子能谱表明,随着甲烷含量增大,薄膜中CF3,CF2结构含量减少而 CF和C*-CFx(x=1-3)交联结构增多:原子力显微镜表明,在采用C4F8为前驱气体时,高分子基团CxFy 在成膜时造成了粗糙不平、多孔渗水的薄膜表面形貌。结果表明,CF基因成分增加而CF2基团成分减小导致了薄膜电子极化增强,介电常数增大。 展开更多

关键词 电子回旋共振 非晶氟化碳 X光电子能谱 低介电常数

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用于ULSI的低k氟化非晶碳膜研究 被引量：4

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作者 丁士进 王鹏飞 +2 位作者 张卫 王季陶 李伟 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期26-30,共5页

综述了用于超大规模集成电路中互连介质的氟化非晶碳膜（ａ－Ｃ：Ｆ）的制备、化学键结构、介电常数与热稳定性、填隙能力、粘附性、热导率等性能，为开发具有新型功能的低介电常数材料提供了指导。

关键词 氟化非晶碳膜 ULSI 集成电路 化学汽相淀积

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氟化非晶碳(a-C:F)薄膜的研究 被引量：4

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作者 刘雄飞 肖剑荣 +1 位作者 李幼真 张云芳 《材料导报》 EI CAS CSCD 2003年第10期48-50,共3页

氟化非晶碳(a-C:F)薄膜是一种电、光学新材料。介绍了它的制备方法,对其制备工艺作了较全面的探讨;分析了该膜制备方法和工艺参数对薄膜组分及化学键结构的影响;研究了该膜的电学、光学、热学、力学等物理性质及其在相关方面的应用,并... 氟化非晶碳(a-C:F)薄膜是一种电、光学新材料。介绍了它的制备方法,对其制备工艺作了较全面的探讨;分析了该膜制备方法和工艺参数对薄膜组分及化学键结构的影响;研究了该膜的电学、光学、热学、力学等物理性质及其在相关方面的应用,并对该膜的物理性质与制备工艺参数的关联作了详细的论述;指出介电常数和热稳定性的矛盾是阻碍该膜实用化的主要原因。 展开更多

关键词 氟化非晶碳薄膜 热稳定性 物理性质 介电常数 化学气相沉积 CVD

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氟化非晶碳薄膜的低频介电性质分析 被引量：2

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作者 叶超 宁兆元 +2 位作者 程珊华 辛煜 许圣华 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期338-340,共3页

　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)薄膜的低频(102～106Hz)介电性质。发现a C∶F薄膜的低频介电色散随源气体CHF3/C6H6的比例、微波入射功率而改变。结合薄膜键结构的红外分析,发现薄膜中CC相对含量的增大是导... 　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)薄膜的低频(102～106Hz)介电性质。发现a C∶F薄膜的低频介电色散随源气体CHF3/C6H6的比例、微波入射功率而改变。结合薄膜键结构的红外分析,发现薄膜中CC相对含量的增大是导致低频介电色散增强的原因,而C—F相对含量的增大则使低频介电色散减弱。 展开更多

关键词 氟化非晶碳(α-C:F)薄膜 介电色散 键结构

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氟化非晶碳膜结构的Raman和FTIR研究 被引量：2

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作者 肖剑荣 蒋爱华 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期685-689,共5页

利用反应射频磁控溅射法,以单晶Si片为衬底,在不同功率下制备了氟化非晶碳膜样品,并进行了不同温度的退火处理。采用拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和原子力显微镜对样品的结构进行了表征。通过谱线Lorentzian分峰拟合方法,分析比较了不... 利用反应射频磁控溅射法,以单晶Si片为衬底,在不同功率下制备了氟化非晶碳膜样品,并进行了不同温度的退火处理。采用拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和原子力显微镜对样品的结构进行了表征。通过谱线Lorentzian分峰拟合方法,分析比较了不同功率下制备的氟化非晶碳膜sp杂化结构,得到了薄膜生长过程功率控制与结构的关系,功率增大、退火温度升高,膜内sp2相对含量增加。退火温度达到350℃时,薄膜中石墨结构明显增加。 展开更多

关键词 氟化非晶碳膜 拉曼光谱 溅射功率 退火

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氮掺杂氟化非晶碳薄膜光学性质的研究 被引量：2

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作者 刘雄飞 周昕 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期531-534,共4页

用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)法制备氮掺杂氟化非晶碳(a-C:F:N)薄膜。用紫外-可见分光光谱仪、椭偏仪、傅立叶变换红外光谱仪对薄膜进行了检测。结果表明:随源气体中氮气含量的增加,光学带隙先减小后升高,折射率变化情况... 用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)法制备氮掺杂氟化非晶碳(a-C:F:N)薄膜。用紫外-可见分光光谱仪、椭偏仪、傅立叶变换红外光谱仪对薄膜进行了检测。结果表明:随源气体中氮气含量的增加,光学带隙先减小后升高,折射率变化情况与之相反。在其它条件相同的情况下,升高沉积温度使得薄膜的光学带隙和折射率降低。光学带隙的大小与sp2键含量密切相关,sp2键浓度越大,薄膜的光学带隙越小。 展开更多

关键词 氮掺杂 氟化非晶碳薄膜 光学带隙

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氟化非晶碳膜的微结构分析 被引量：1

7

作者 蒋爱华 肖剑荣 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期38-41,共4页

利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法,在不同的温度下制备了氟化非晶碳膜。采用原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外吸收光谱(FTIR)等仪器对薄膜微结构进行了表征。研究发现,氟化非晶碳膜微观结构与薄膜生长过程温... 利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法,在不同的温度下制备了氟化非晶碳膜。采用原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外吸收光谱(FTIR)等仪器对薄膜微结构进行了表征。研究发现,氟化非晶碳膜微观结构与薄膜生长过程温度控制密切相关,温度升高,膜内键合结构变化,sp2相对含量增加。 展开更多

关键词 氟化非晶碳薄膜 PECVD 微结构 沉积温度

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低介电常数材料和氟化非晶碳薄膜的研究进展 被引量：1

8

作者 闫继红 宁兆元 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期20-22,35,共4页

目前微电子器件正经历着一场材料结构的变革。由于其特征尺寸进入到100nm,由内部金属连线的电阻和线间绝缘介质层的电容构成的阻容延时已经成为限制器件性能的主要因素。用电阻更小的铜取代目前使用的铝作金属连线,用低介电常数(低 K)... 目前微电子器件正经历着一场材料结构的变革。由于其特征尺寸进入到100nm,由内部金属连线的电阻和线间绝缘介质层的电容构成的阻容延时已经成为限制器件性能的主要因素。用电阻更小的铜取代目前使用的铝作金属连线,用低介电常数(低 K)材料取代二氧化硅作线间介质成为重要的、应用价值巨大的研究课题。着重叙述了具有低介电常数的氟化非晶碳薄膜的研究进展。 展开更多

关键词 氟化非晶碳薄膜 研究进展 低介电常数材料 微电子器件 特征尺寸 材料结构 器件性能 二氧化硅 研究课题 应用价值 介质层 连线 金属 电阻

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氮掺杂氟化非晶碳薄膜的拉曼光谱结构研究 被引量：3

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作者 张云芳 《绝缘材料》 CAS 2006年第4期48-50,55,共4页

以CF4、CH4和N2的混合气体为源气体,采用PECVD技术,在不同源气体流量比下制备了α-C:F:N薄膜。对制备的薄膜进行了真空退火处理,并对退火前后的薄膜进行了拉曼结构分析。拉曼分析表明:α-C:F:N薄膜是由sp2和sp3混合结构组成的非晶碳薄膜... 以CF4、CH4和N2的混合气体为源气体,采用PECVD技术,在不同源气体流量比下制备了α-C:F:N薄膜。对制备的薄膜进行了真空退火处理,并对退火前后的薄膜进行了拉曼结构分析。拉曼分析表明:α-C:F:N薄膜是由sp2和sp3混合结构组成的非晶碳薄膜;随源气体流量比的增大,α-C:F:N薄膜中sp2键的含量增加,交联结构加强,薄膜的热稳定性得到提高;对低流量比下沉积的薄膜,退火处理可以提高其热稳定性。 展开更多

关键词 等离子体增强化学气相沉积 氮掺杂氟化非晶碳薄膜 拉曼光谱

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射频功率对氟化非晶碳薄膜微观性能的影响

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作者 刘雄飞 高金定 +2 位作者 肖剑荣 张云芳 周昕 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2004年第4期38-40,共3页

以CH4和CF4的混合气体作源气体,利用等离子体增强型化学气相沉积法(PECVD),改变射频功率,制备了一批氟化非晶碳薄膜样品。用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌,发现随着射频功率增大,薄膜均匀性变差,掩蔽效应作用加剧。FITR光谱分... 以CH4和CF4的混合气体作源气体,利用等离子体增强型化学气相沉积法(PECVD),改变射频功率,制备了一批氟化非晶碳薄膜样品。用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌,发现随着射频功率增大,薄膜均匀性变差,掩蔽效应作用加剧。FITR光谱分析表明:薄膜中主要含有CFx和C＝C键,较低功率下沉积的薄膜中主要含有CF2和CF3,较高功率下沉积的薄膜中主要含CF和CF2。Raman光谱分析发现在较高沉积功率下沉积的薄膜中出现了由sp2和sp3混合微晶结构。 展开更多

关键词 射频功率 氟化非晶碳薄膜 微观性能

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氟化非晶碳膜的光学带隙和伏安特性

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作者 黄峰 康健 +4 位作者 杨慎东 叶超 程珊华 宁兆元 甘肇强 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期283-285,共3页

用苯 (C6H6)和三氟甲烷 (CHF3 )混合气体作源气体 ,采用永磁微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积 (MWECR CVD)技术 ,制备了氟化非晶碳膜 (a C∶F)。光学带隙的结果表明它与膜中的C、F元素含量和键结构都有关系 ;伏安特性的测量表明a C... 用苯 (C6H6)和三氟甲烷 (CHF3 )混合气体作源气体 ,采用永磁微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积 (MWECR CVD)技术 ,制备了氟化非晶碳膜 (a C∶F)。光学带隙的结果表明它与膜中的C、F元素含量和键结构都有关系 ;伏安特性的测量表明a C∶F薄膜的电导在低电场下呈欧姆特性 。 展开更多

关键词 氟化非晶碳膜 光学带隙 伏安特性 超大规模集成电路

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ICP-CVD制备氟化非晶碳(a-C：F)薄膜的研究 被引量：3

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作者 谷建东 李东明 +2 位作者 冯志庆 牛金海 刘东平 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期61-67,共7页

本文使用CH2F2为源气体,利用电感耦合等离子体增强化学气相沉积(ICP-CVD)法在不同放电模式(连续或脉冲)、沉积气压、射频功率和位置下制备了a-C∶F薄膜。用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌,通过FTIR、XPS对其结构进行了表征。研... 本文使用CH2F2为源气体,利用电感耦合等离子体增强化学气相沉积(ICP-CVD)法在不同放电模式(连续或脉冲)、沉积气压、射频功率和位置下制备了a-C∶F薄膜。用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌,通过FTIR、XPS对其结构进行了表征。研究结果表明:放电模式、放电气压、射频功率、基底位置均对薄膜的表面粗糙度(RMS)和组成具有重要的影响。在脉冲波模式下,增加放电气压,薄膜RMS值的变化呈现出先降低后升高的变化趋势;基底距离线圈的距离越远,所沉积薄膜的RMS值越小。而在连续波模式下,距离线圈较远的B、C位置薄膜的RMS值却相对较高。增加放电功率导致沉积薄膜的RMS值较小。本文也对CH2F2等离子体进行了发射光谱(OES)诊断研究。结果表明,对比脉冲波模式,连续波放电时等离子体中含碳物种明显减少。结合表征结果和OES结果对薄膜的生长机理进行了探讨。 展开更多

关键词 氟化非晶碳薄膜 沉积机理 原子力显微镜 发射光谱

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基体负的低偏压对氟化非晶态碳膜结构及性能的影响 被引量：2

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作者 姚志强 杨萍 +2 位作者 孙鸿 王进 黄楠 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期43-46,共4页

为了研究基体负的低偏压Vb 对氟化非晶态碳膜的结构、纳米硬度和疏水性能的影响 ,采用等离子体浸没与离子注入装置 ,CF4和CH4作为气源 ,在不同的基体偏压下制备了一系列氟化非晶态碳膜。使用XPS、ATR FTIR和Raman谱对其成份和结构进行... 为了研究基体负的低偏压Vb 对氟化非晶态碳膜的结构、纳米硬度和疏水性能的影响 ,采用等离子体浸没与离子注入装置 ,CF4和CH4作为气源 ,在不同的基体偏压下制备了一系列氟化非晶态碳膜。使用XPS、ATR FTIR和Raman谱对其成份和结构进行了表征。薄膜硬度通过纳米压痕仪进行测量 ,采用躺滴法测量薄膜与双蒸水之间的接触角来评价其疏水性能。XPS和FTIR结果表明薄膜中存在C CF、C Fx基团。Raman谱结果表明 :随着基体偏压的增加 ,薄膜从类聚合物状结构逐渐转变为类金刚石结构 ,薄膜的硬度逐渐增加。接触角测量结果表明 :在低偏压范围内 。 展开更多

关键词 氟化非晶态碳膜 基体偏压 拉曼光谱 纳米压痕 疏水性 躺滴法

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氟化非晶态碳膜(a-C∶F)的制备与表征

14

作者 姚志强 杨萍 +1 位作者 孙鸿 黄楠 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期169-171,共3页

　采用等离子体浸没与离子注入装置,以CF4和CH4作为源气体,在Si(100)基片上制备了含氟量不同的一系列氟化非晶态碳膜。通过XPS、FTIR和Raman对其结构进行了表征。采用躺滴法测量薄膜与双蒸水之间的接触角。薄膜硬度通过纳米压痕仪进行... 　采用等离子体浸没与离子注入装置,以CF4和CH4作为源气体,在Si(100)基片上制备了含氟量不同的一系列氟化非晶态碳膜。通过XPS、FTIR和Raman对其结构进行了表征。采用躺滴法测量薄膜与双蒸水之间的接触角。薄膜硬度通过纳米压痕仪进行测量。XPS和FTIR结果表明存在C—CF、C—Fx基团和少量的氧。我们认为薄膜中存在的氧元素是由于薄膜在正常存放时发生了时效过程,其中的悬挂键发生化学吸附反应引起的。Raman和接触角测量结果表明,随着氟元素含量的逐渐增加,薄膜从典型的类金刚石状结构逐渐转化为类聚合物状结构,接触角逐渐增大。纳米压痕测量结果表明,氟元素的加入使得薄膜的硬度有很大程度的降低。 展开更多

关键词 氟化非晶态碳膜 制备 表征 X射线光电子能谱 拉曼光谱 接触角 纳米压痕 生物材料

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掺氮氟非晶碳膜场发射电流重复性及F-N曲线研究

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作者 刘雄飞 徐根 李伯勋 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2010年第1期52-55,共4页

采用射频等离子体化学增强型气相沉积(rF-PECVD)法沉积了掺氮氟化非晶碳膜.研究了不同射频功率下薄膜样品表面形貌及I-U特性,比较了试样I-U曲线的对称性及零点漂移;分析了直接沉积及硅陈列沉积下膜场发射电流的重复稳定性的差异;研究了... 采用射频等离子体化学增强型气相沉积(rF-PECVD)法沉积了掺氮氟化非晶碳膜.研究了不同射频功率下薄膜样品表面形貌及I-U特性,比较了试样I-U曲线的对称性及零点漂移;分析了直接沉积及硅陈列沉积下膜场发射电流的重复稳定性的差异;研究了不同掺氮流量比下沉积薄膜的Fower-Nord-heim曲线.研究结果表明,氮氟化非晶碳膜是良好的冷阴极发射材料.射频功率的提升,有利于薄膜质量和性能改善;硅陈列沉积FN-DLC膜场测试的场发射电流的重复性能较直接沉积的更加稳定优良;F-N曲线基本为直线,掺氮氟化非晶碳膜的场发射为冷阴极发射,逸出功随着含氮量的升高而增大. 展开更多

关键词 掺氮氟化非晶碳膜 表面结构 F-N曲线 重复性

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ECR-CVD沉积a-C∶F薄膜 被引量：1

16

作者 康健 叶超 +2 位作者 辛煜 程珊华 宁兆元 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期490-491,共2页

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积 (ECR CVD)技术 ,用苯和三氟甲烷混合气体 ,制备了氟化非晶碳膜 (a C∶F)。用红外吸收光谱 (FTIR)和X射线光电子能谱 (XPS)分析了a C∶F薄膜的结构。FTIR结果表明 ,氟主要以C—F、CF2 的形式成键形... 采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积 (ECR CVD)技术 ,用苯和三氟甲烷混合气体 ,制备了氟化非晶碳膜 (a C∶F)。用红外吸收光谱 (FTIR)和X射线光电子能谱 (XPS)分析了a C∶F薄膜的结构。FTIR结果表明 ,氟主要以C—F、CF2 的形式成键形成a C∶F薄膜 ;XPS结果进一步证明a C∶F膜中存在C—F、CF2 键 。 展开更多

关键词 a-C:F薄膜 ECR-CVD 键结合 氟化非晶碳膜

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α-C∶F薄膜的键合结构与电子极化研究

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作者 叶超 康健 +5 位作者 宁兆元 程珊华 陆新华 项苏留 辛煜 方亮 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期499-501,共3页

利用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积技术 ,通过改变微波输入功率的方法 ,沉积了具有不同结构特征的氟化非晶碳 (α C∶F)薄膜。随着微波功率从 14 0W升高到 5 6 0W ,薄膜的光频介电常数从 2 .2 6降至 1.6 8,红外光谱 (FTIR)分... 利用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积技术 ,通过改变微波输入功率的方法 ,沉积了具有不同结构特征的氟化非晶碳 (α C∶F)薄膜。随着微波功率从 14 0W升高到 5 6 0W ,薄膜的光频介电常数从 2 .2 6降至 1.6 8,红外光谱 (FTIR)分析表明薄膜的键结构由以CF基团为主变化到CF与CF2 基团共存。由于CF2 基团的极化比CF基团弱 ,薄膜中CF2 展开更多

关键词 α-C:F薄膜 键结构 电子极化 氟化非晶碳膜

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源气体流量比对a-C:F:N薄膜的影响

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作者 张云芳 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期611-613,共3页

以CF4、CH4和N2的混合气体为源气体，利用rf-PECVD沉积技术制备了氮掺杂氟化非晶碳（a_C：F：N）薄膜，研究了源气体流量比对a_C：F：N薄膜沉积速率和结构的影响。用椭圆偏振光谱测试仪测量了薄膜厚度，结合沉积时间计算了薄膜的沉积速... 以CF4、CH4和N2的混合气体为源气体，利用rf-PECVD沉积技术制备了氮掺杂氟化非晶碳（a_C：F：N）薄膜，研究了源气体流量比对a_C：F：N薄膜沉积速率和结构的影响。用椭圆偏振光谱测试仪测量了薄膜厚度，结合沉积时间计算了薄膜的沉积速率（在18～21nm／min之间），随流量比增大，薄膜的沉积速率先升高后降低。FTIR光谱分析表明，随流量比增大，薄膜中含F量降低，交联结构增强。Raman光谱分析发现，薄膜中的碳原子由sp^2和sp^3两种组态的混合结构组成，并进一步证明，随流量比增大，薄膜中sp^2键含量增加，交联程度增强。 展开更多

关键词 流量比 氮掺杂氟化非晶碳薄膜 拉曼光谱

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