PECVD法制備a-C：F：N薄膜的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性研究.pdf

1、氟化非晶碳薄膜是用于超大規(guī)模集成電路的一種重要的低介電常數(shù)材料，作為電介質(zhì)薄膜其熱穩(wěn)定溫度必須達(dá)到平面工藝的溫度要求(400℃)，氟化非晶碳薄膜的低介電常數(shù)和高熱穩(wěn)定性之間存在一種相互制約關(guān)系，如何保證a-C:F薄膜介電常數(shù)相對(duì)較低的同時(shí)盡量提高其熱穩(wěn)定性成了目前倍受關(guān)注的課題。 本文選用了兩種氣體組合：CF<,4>/CH<,4>/Ar和CF<,4>/CH<,4>/N<,2>，采用PECVD 方法，在拋光的硅片和石英片上制備了

2、氟化非晶碳(a-C:F)和摻氮氟化非晶碳(a-C:F:N)薄膜，并對(duì)制備的薄膜進(jìn)行了退火處理。利用橢偏儀測(cè)量了退火前后薄膜的厚度，用其變化率表征了薄膜的熱穩(wěn)定性，研究表明改變沉積溫度、射頻功率和退火溫度可以提高a-C:F薄膜的熱穩(wěn)定性，但單純依靠改變工藝參數(shù)提高熱穩(wěn)定性非常有限。 本文重點(diǎn)研究了摻氮對(duì)氟化非晶碳薄膜熱穩(wěn)定性的影響。由于退火后a-C:F:N薄膜的膜厚變化率比a-C:F薄膜大大減小，說(shuō)明摻雜氮可以提高a-C:F薄膜

3、的熱穩(wěn)定性。FTIR分析結(jié)果顯示，氮元素有效摻入到了a-C:F薄膜中形成了a-C:F:N薄膜。通過(guò)對(duì)薄膜的FTIR、Raman分析得出：摻氮以后薄膜中sp<'2>鍵態(tài)含量明顯升高，這進(jìn)一步證明摻雜氮可以提高a-C:F薄膜的熱穩(wěn)定性。 根據(jù)UV-VIS透射光譜分析了a-C:F:N薄膜的吸收系數(shù)α與光子能量h u的對(duì)應(yīng)關(guān)系，求出了薄膜的光學(xué)帶隙。根據(jù)Robertson提出的簇模型解釋了光學(xué)帶隙的變化的本質(zhì)原因是由于薄膜中芳香環(huán)數(shù)目或