碳氟等离子体中基团分布及其对a-C:F薄膜结构的影响

摘要

利用静电探针和光强标定的发射光谱(AOES)研究了CHF<,3>、CHF<,3>/C<,6>H<,6>气体ECR放电等离子体的特性及氟化非晶碳薄膜(a-C:F)的结构与等离子体空间基团分布的关系.重点研究了CHF<,3>、CF<,4>和CHF<,3>/C<,6>H<,6>放电等离子体中基团的分布;分析了不同基团的相对密度随宏观放电条件(微波输入功率、放电气压、源气体流量比)的变化规律;探讨了等离子体中各种基团的生成途径;在不同源气体流量比的条件下沉积了a-C:F薄膜并通过傅立叶变化红外吸收光谱(FTIR)的测量得到了薄膜中键结构的信息;分析了a-C:F薄膜的沉积速率及其键结构与等离子体空间基团分布状态之间的关联.结果表明,在CHF<,3>气体ECR放电等离子体空间中存在H、F、C<,2>、CH、F<,2>、CF等基团,其中的C<,2>基团是由F、H刻蚀放电室器壁上沉积的薄膜生成的;在CHF<,3>/C<,6>H<,6>混合气体放电等离子体中,H、F、CH、C<,2>、CF等基团的相对密度随着流量比R[R=CHF<,3>/(CHF<,3>+C<,6>H<,6>)]的增大而增加,而a-C:F薄膜的沉积速率却随之降低,此结果说明其生长不是只有CH、CF等单碳原子基团作为前驱物这一种模式;薄膜中CF键的浓度是随R的增大而增大的,表明等离子体空间的F密度的增大在增强对薄膜刻蚀的同时也会更容易被吸附生成CF键.

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

§1.1氟化非晶碳薄膜的研究背景与现状

§1.2碳氟等离子体的研究现状

§1.3本文研究的主要内容

第二章微波电子回旋共振碳氟等离子体的常用诊断方法

§2.1微波电子回旋共振等离子体的产生机理

§2.2低温碳氟等离子体常用的诊断方法

§2.3实验装置及实验安排

第三章CHF3气体ECR放电等离子体的静电探针研究

§3.1典型的静电探针伏安特性曲线

§3.2电子温度和离子密度随微波输入功率的变化关系

§3.3电子温度随放电气压的变化关系

§3.4不同测量位置的电子温度

§3.5本章小结

第四章CHF3、CF4气体ECR等离子体的发射光谱研究

§4.1发射光谱图常用基团本征谱线的识别

§4.2 CHF3气体ECR放电等离子体中的基团分布规律

§4.3 CF4气体ECR等离子体中的基团分析

§4.4本章小结

第五章CHF3/C6H6等离子体中基团分布与a-C：F薄膜键结构的关联

§5.1 CHF3/C6H6混合气体放电等离子体的发射光谱图

§5.2流量比CHF3/C6H6对放电等离子体中基团分布的影响

§5.3 a-C：F薄膜的沉积速率随流量比的变化

§5.4CHF3/C6HY6流量比对a-C：F薄膜键结构的影响

§5.5 C-F键成分的相对含量随流量比的变化关系

§5.6本章小结

第六章结论

参考文献

附录：攻读硕士学位期间公开发表的论文

致谢