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甲烷掺杂SiCOH薄膜的制备和性能研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:19:43
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甲烷掺杂SiCOH薄膜的制备和性能研究【摘要】:通过在前驱气体D5源中添加甲烷,由ECRCVD沉积技术制备出了低介电常数的SiCOH薄膜,在甲烷流量为2sccm的条件下,获得了k值

【摘要】:通过在前驱气体D5源中添加甲烷,由ECRCVD沉积技术制备出了低介电常数的SiCOH薄膜,在甲烷流量为2sccm的条件下,获得了k值为2.45的薄膜样品。由FTIR和OES分析结果,我们推测:富碳氢的等离子体环境可能有利于D5骨架的保留。薄膜结构中大量碳氢大分子基团的引入,通过Si-C,C-C键连接相邻的单环,提高了薄膜的交连程度,使得膜的密度降低,介电常数持续减小。 将制备出的薄膜分别在大气和氮气气氛下退火处理,研究了退火气氛对薄膜结构和性能的影响。在退火处理过程中,薄膜一方面与退火气氛中的活性物质发生反应,另一方面在高温作用下发生结构重组。大气条件下退火的薄膜样品以类SiO_2结构为主,强极性Si-OH键的生成和薄膜的剧烈收缩导致介电常数的上升。氮气条件下退火后的薄膜中形成了较多的链式结构,交联程度降低是引起介电常数增大的主要原因。 【关键词】:低介电常数 甲烷掺杂 SiCOH薄膜 化学键结构 退火气氛
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O484.4
【目录】:
  • 中文摘要3-4
  • 英文摘要4-7
  • 第一章 绪论7-15
  • 1.1 低介电常数材料的研究背景7-9
  • 1.2 SiCOH薄膜研究现状9-12
  • 1.3 本小组有关SiCOH薄膜的研究12-13
  • 1.4 本文的研究内容13-15
  • 第二章 SiCOH薄膜的制各及表征方法15-26
  • 2.1 SiCOH薄膜的制备方法15-18
  • 2.1.1 微波电子回旋共振等离子体(ECR Plasma)简介15-16
  • 2.1.2 ECR等离子体沉积薄膜方法与实验装置16-17
  • 2.1.3 实验参数17-18
  • 2.2 SiCOH薄膜性能与结构的表征方法18-22
  • 2.2.1 SiCOH薄膜的介电与电学性能的表征18-19
  • 2.2.2 SiCOH薄膜结构的傅立叶变换红外光谱表征19-22
  • 2.3 ECR放电等离子体特性分析22-26
  • 2.3.1 ECR放电等离子体发射光谱的诊断原理与方法22-24
  • 2.3.2 特征谱线与基团识别24-26
  • 第三章 甲烷掺杂的SiCOH薄膜的介电、电学性能与键结构分析26-34
  • 3.1 甲烷掺杂的SiCOH薄膜的键结构分析26-30
  • 3.2 薄膜的介电特性30-31
  • 3.3 等离子体发光光谱的诊断31-32
  • 3.4 甲烷掺杂的SiCOH薄膜的电绝缘性能32-34
  • 第四章 退火气氛对薄膜结构和电学性质的影响34-41
  • 4.1 键结构的FTIR分析34-39
  • 4.2 薄膜的介电与电学性质39-41
  • 4.2.1 薄膜的介电性能39
  • 4.2.2 薄膜的漏电流39-41
  • 第五章 结论41-43
  • 5.1 本研究的主要结果41-42
  • 5.2 存在的主要问题和进一步研究的方向42-43
  • 参考文献43-47
  • 附录:攻读学位期间公开发表的论文47-49
  • 致谢49-50
  • 中文详细摘要50-52


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