等離子體技術(shù)制備硅碳氮薄膜研究.pdf

1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文等離子體技術(shù)制備硅碳氮薄膜研究姓名：樸勇申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：等離子體物理指導(dǎo)教師：馬騰才;徐軍20060601等離子體技術(shù)制備硅碳氮薄膜研究S t u d y o n P r e p a r a t i o n o f S i l i c o nC a r b o u i t r i d e F i l m s b y P l a s m a T e c h n i q u eA b s t r a c tS

2、 i C N t h i nf i l m si sa N e w t e r n a r ye l e m e n t sf i l m s ，i th a sm a n y g o o d p r o p e r t i e s ，s u c h a sh i g hh a r d n e s s ，w i d e o p t i c a lb a n dg a p ，a n t i —o x i d a t i 0 1 3 ．a(chǎn)

3、th i 出t e m p e r a t u r ea n d a n t i —e r o s i o n ，a n dS Oo n ．I th a s w i d ea p p l i c a t i o n st om i c r o - e l e c t r o ns e m i c o n d u c t o r , s u p e r l a r g e —s c a l e i n t e g r a t i o na

4、 n dc o m p u t e ri n d u s t r y ．I n t h i s p a p e r , w ep r e p a r et h eS i C Nt h i n f i l m s b yt w i n e dc h a r g ec h a n l b e rm i c r o w a v eE C R p l a s m a e n h a n c e du n b a l a n c e dm a g

5、 n e t r o ns p u t t e r i n gs y s t e m ，a n ds t u d y t h e b o n d s s t r u c t u r e a n d p r o p e r t i e so f t h e f i l m ．H i g h p u r e g r a p h i t e ( 9 9 ．9 9 爭砂a n d s i l i c o n ( 9 9 ．9 9 ，的w a r

6、 e u s e d a s t a r g e t s ，h i g h p u r ea r g o n ( 9 9 ．9 9 秈w a su s e da ss p u t t e r e dg a s ，h i g hp u r en i t r o g e n ( 9 9 ．9 9 腳w a su s e da sb o t l ls p u t t e r e da n d r e a c t e d g a s ．T h

7、eS i C N f i l m sg r e w o n t h e s i l i c o n ( 1 0 0 ) a n d q u a r t zw e r eo b t a i n e dt h r o u g hc h a n g i n gt h ee x p e r i m e n tc o n d i t i o n s ，s u c ha sg r a p h i t et a r g e t b i a s v o

8、 l t a g e ，s i l i c o nt a r g e tp o w e r a n d t h ef l o wr a t i oo f N 2 ／A r ．T h es t r u c t u r e a n d p r o p e r t i e so f S i C N f i l m sw e r em e a s u r e d b yF T - I R , R a m a n , X P S ，N a n o

9、 i n d e n t e r ，U V s p e e t r o p h o t o m e t e r ．T h e r e s u l t ss h o w e d t h a tt h e p r o c e s s i n g p a r a m e t e r s w e r ey e r y i m p o r t a n t e f f e c t s o n t h ef i l m sc h e m i c a

10、ls t r u c t u r e ，m e c h a n i c a la n do p t i c a lp r o p e r t i e s ．T h eC a r b o nc o n t e n ti n t h ef i l m sW a sc o n t r o l l e db y c h a n g i n g t h eg r a p h i t e t a r g e tb i a s v o l t a g

11、 e ．W h e n t h e v o l t a g e W a s i n c r e a s e df r o m一4 5 0 Vt o - 6 5 0 V ，t h ec a r b o n c o n t e n ti n c r e a s e df r o m1 9 ％t o2 7 ．1 ％．B u t ，i f t h ec a r b o n c o n t e n tw e r et o om o r e ．t

12、h ec a r b o nw o l d db e e x i s ta sg r a p h i t ep h a s e ．A l t h o u g h t h eC - N b o n d s w e r ed i f f i c u l tt oo b t a i n ，t h ei n c r e a S i n gf l o w r a t i oo f N 2 t oA rl e d t oo b t a i nm o

13、 r es p 2 C = N a n d 印1 C= N b o n d sb e c a u s ei t i n c r e a s e d t h ec o l l i s i o n p r o b a b i l i t i e sb e t w e e nc a r b o na n dn i t r o g e np a r t i c l e s ．T h eh a r d n e s st e s t ss h o

14、w e dt h a t m c s p 3 C - Nc o n t e n tw a s a k e y f a c t o rt o t h ef i l m sh a r d n e s s ．T h ei n o r e c o n t e n t o fs p 3 C - N i n t h e f i l m s ，t h e h i g h e r h a r d n e s s a c h i e v e d ．T h

15、 em a x i m u mh a r d n e s sw a s2 5 ．4 G P a ．n l ed i s o r d e rd e g r e ea n dS i - Nc o n t e n tW e r eo s c u l a t i n gr e l a t e d t ot h eo p t i c a l p r o p e r t i e so f t h e f i l m s ．T h ec o n t

16、e n t o f m o m S i - N s t r u c t u r ea n d t h el o w e rd i s o r d e rd e g r e ei n t h ef i l m s ，t h ew i d e r o p t i c a lb a n d g a pw o u l d b e ．T h em a x i m u m o p t i c a lb a n dg a pw a s3 ．2 e V

17、 ．T h eh i g he n e r g yb o m b a r d m e n tW a sv e r yi m p o r t a n tt o o b t a i nh J 曲q u a l i t yf i l m s ．T h i s w a s b e c a u s et h a tt h e h i 曲e n e r g y b o m b a r d m e n t m e r e a s e d t h ef

18、 i l m s c o m p a c t a b i l i t y ，a n d t h e ne n h a n c e d t h em e c h a n i c a l p r o p e r t i e s ．K e yW o r d s ：S i l i c o nC a r b o n i t r i d e ；M i e r o w a v e - E C RP l 硒嘞：C h e m i t a | S t r