李幼真[1]2002年在《PECVD法制备含氟碳膜工艺及机理研究》文中研究表明含氟碳膜是一种很有应用前景的集成电路用介质材料，其低的介电常数和较好的热稳定性使它可以取代传统的SiO_2作为致密、高速集成电路的金属互连线间的绝缘隔离层，从而提高集成电路的速度和效率。本文系统阐述了薄膜的特点、制备方法以及用途，在综述前人工作的基础上，通过大量实验，用CF_4和CH_4作反应气体，以玻璃、石英和抛光硅片为基底，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备了不同工艺条件下的含氟碳膜，测量了薄膜的厚度和介电常数，探讨了薄膜沉积速率、介电常数与沉积工艺的关系；测量了薄膜的折射率，并用紫外可见光分光光度计研究了薄膜的光学性质；用傅立叶红外光谱分析了薄膜的化学键结构；用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对薄膜表面形貌做了分析。综合各项条件，提出了制备含氟碳膜的合适工艺条件，为未来高速集成电路采用低介电常数介质工艺作了实验准备和理论探讨。实验证明，控制适宜的沉积参数，可以获取理想的集成电路用含氟碳介质膜。
李伟[2]2007年在《介质阻挡放电法氟碳薄膜制备工艺及性能研究》文中提出氟碳薄膜是一种很有应用前景的集成电路用介质材料，其低的介电常数和较好的热稳定性使它可以取代传统的SiO_2作为致密、高速集成电路的金属互连线间的绝缘隔离层，从而提高集成电路的速度和效率。介质阻挡放电是一种可在中高气压范围内产生非平衡等离子体的放电方式。利用介质阻挡放电沉积氟碳薄膜，是一种新颖的薄膜制备方法。该方法具有放电装置简单、耗能低、气体耗量小以及可实现在室温下多种基底上大面积成膜等优势。在总结多种氟碳薄膜沉积方法的基础上，我们利用介质阻挡放电在低气压和大气压两种气压条件下成功地制备出氟碳(FC)薄膜，并利用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)和静态接触角测量等测试手段对介质阻挡放电法沉积的氟碳薄膜进行了诊断和分析，结合介质阻挡放电等离子体特性和薄膜性能的关系，对该种方法的薄膜沉积机理进行了探讨。首次利用低气压介质阻挡放电等离子增强化学气相沉积(DBD-PECVD)方法成功制备出大面积性能良好的FC薄膜，研究发现：FC薄膜随着电源频率的增大，表面粗糙度增大；随着沉积气压的增加，薄膜表面粗糙度值减少。X射线光电子能谱分析检测结果显示随着气压从25Pa上升到125Pa，FC薄膜中CF_2成分有了显着的增加，并且伴随着CF_3和交联结构的减少。静态接触角测量结果显示，所有沉积出的FC薄膜均表现较高的憎水性，静态接触角在105°-112°的范围内。放电频率对薄膜沉积速率有较明显的影响，随着电源放电频率从1kHz到7kHz的增加，薄膜沉积速率也从81nm／min增加到了152nm／min。在国内首次利用大气压下介质阻挡放电法使用C_4F_8／Ar作为放电气体制备出FC薄膜，SEM结果显示在C_4F_8含量的较小时，沉积的FC薄膜较均匀，质量较高。在XPS检测结果中，随着C_4F_8含量的增大，促进了薄膜中交联结构的产生。
刘晓军[3]2015年在《透明疏水薄膜的制备和性能研究》文中研究表明本论文以十四氟己烷、全氟萘烷、1H,1H,2H-全氟-1-癸烯和全氟联苯为聚合单体,采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在基片上来沉积氟碳薄膜。通过接触角测量仪来测定薄膜的静态水接触角(WCA)来分析其疏水性能,使用傅立叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)来分析其表面化学组成,通过原子力显微镜(AFM)来观察所沉积薄膜的表面形貌,关于薄膜的透明性我们选用紫外可见分光光度计(UV-Vis)通过测量200-800 nm范围内对光的透过率来研究,表面等离子体共振(SPR)技术是用来测定纳米级的薄膜厚度一种有效的手段。实验结果表明1H,1H,2H-全氟-1-癸烯(PFDE)是最佳的所需单体,一方面由于作为较高沸点的液体,能够在室温的条件下提供一个稳定的单体流量速度。另一方面由于该单体含有较多的CF2基团,可以为疏水性薄膜提高大量的疏水官能团。在不同的放电模式下沉积薄膜的水接触角不同,连续波模式下在107°左右,并且在45天内保持稳定。脉冲条件下则可以达到120°左右,在第二天就下降到112°,但是随着时间的延长而保持稳定。通过红外谱图和XPS谱图分析脉冲条件下的CF2含量要高于连续波模式下的,沉积条件为脉冲放电模式,放电功率为60 W,Ton/Toff=2 ms/75 ms的氟碳薄膜中CF2含量为54.5%,连续波放电模式下,放电功率60W的氟碳薄膜中CF2含量是37.8%。紫外可见实验结果表明当沉积薄膜厚度为30 nm时,在200-800 nm范围内透过率可以达到90%及以上,随着薄膜厚度的增大光的透过率下降。在脉冲放电条件下(Ton/Toff=2 ms/18 ms),放电功率60 W,通过一系列不同沉积时间得到不同厚度的薄膜,模拟计算该条件下的沉积速率为1.0 nm/s。
参考文献：
[1]. PECVD法制备含氟碳膜工艺及机理研究[D]. 李幼真. 中南大学. 2002
[2]. 介质阻挡放电法氟碳薄膜制备工艺及性能研究[D]. 李伟. 大连交通大学. 2007
[3]. 透明疏水薄膜的制备和性能研究[D]. 刘晓军. 天津科技大学. 2015
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