感应耦合放电的碳氟等离子体行为及碳氟薄膜生长机理

摘要

目前，碳氟等离子体被广泛用在器件的微细加工过程中，如沉积低介电常数的氟化非晶碳薄膜，刻蚀SiO2、Si以及其它相关材料。由于器件特征尺寸的不断缩小和加工基片面积的加大，具有运行气压低、密度高、大面积均匀等优点的感应耦合等离子体(ICP)得到了人们广泛的关注。本文率先在国内使用ICP制备了低K氟化非晶碳薄膜，研究了碳氟等离子体的放电行为、碳氟等离子体中的各种基团的空间行为以及碳氟薄膜的生长机理。　　第一部分：碳氟等离子体的放电行为:使用朗谬尔探针研究了低压CF4气体感应耦合放电等离子体的特性。　　第二部分：碳氟等离子体基团的空间行为:利用强度标定的发射光谱法(AOES)，研究了ICPCF4/CH4等离子体中空间基团的相对密度随宏观条件(射频输入功率、气压和流量比)的变化情况。另外，研究了H2稀释对ICPC4F8等离子体行为的影响。　　第三部分：碳氟薄膜的生长机理使用CF4/CH4作为源气体，在ICP中制备了在a-C：F：H薄膜。。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1等离子体在微电子工业中的应用

1.2感应耦合等离子体(ICP)原理及其特点

1.2.1 ICP的原理

1.2.2 ICP的特点

1.3研究背景

1.3.1碳氟等离子体中的刻蚀

1.3.2碳氟薄膜的沉积

1.3.3碳氟等离子体的空间行为

1.4本文研究内容

1.4.1讨论

1.4.2本文研究内容

参考文献

第二章ICP碳氟等离子体诊断，碳氟薄膜结构和性能表征

2.1 ICP装置简介

2.2 ICP碳氟等离子体诊断方法

2.2.1朗谬尔探针

2.2.2发射光谱

2.2.3四极质谱仪

2.3样品的制备

2.4碳氟薄膜的结构和性能表征

2.4.1台阶仪和阻抗分析仪

2.4.2傅立叶变换红外吸收光谱(FTIR)

2.4.3紫外-可见光透射光谱(UV-VIS)

2.4.4 X射线光电子能谱(XPS)

2.5本章小结

参考文献

第三章ICP等离子体的放电行为

3.1实用朗谬尔探针的几点考虑

3.2 ICP Ar等离子体的性质

3.3 ICP Ar/CF4等离子体的放电行为

3.4 ICP CF4等离子体的性质

3.5本章小结

参考文献

第四章ICP碳氟等离子体中若干基团的行为

4.1等离子体中发射光谱谱线的确认

4.2时间效应对碳氟等离子体中基团行为的影响

4.3碳氟等离子体中的若干基团的行为

4.3.1 CF基团

4.3.2 C2基团

4.3.3 H2稀释时的碳氟等离子体行为

4.3.4其它基团

4.4本章小结

参考文献

第五章碳氟薄膜的结构、性质及其生长机理

5.1碳氟薄膜的结构与性质

5.1.1碳氟薄膜的红外光谱分析

5.1.2碳氟薄膜的XPS光谱分析

5.1.3碳氟薄膜的电学性质

5.1.4碳氟薄膜的光学性质

5.2碳氟薄膜的生长机理

5.3本章小结

参考文献

第六章结论

6.1结论

创新性说明

攻读博士学位期间发表的论文