DBD-PECVD法制備氟碳聚合物薄膜及二氧化硅薄膜的研究.pdf

1、氟碳聚合物(a-C:F)薄膜有著非常廣泛的應(yīng)用價值。該膜具有較好的疏水性，極低的介電常數(shù)(1.6-2.1)和生物相融性。作為疏水層應(yīng)用在紙張、玻璃等材料上；作為介電層應(yīng)用在超大規(guī)模集成電路中；作為鈍化層應(yīng)用在生物相融性材料中。 微電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展，二氧化硅(SiO2)薄膜由于其穩(wěn)定的化學性質(zhì)和電絕緣性質(zhì)，在集成器件中顯示出它的重要地位，該薄膜的制備工藝也成為集成電路制造技術(shù)中的關(guān)鍵工藝之一。 同時SiO

2、2薄膜還具有硬度高、耐磨性好、絕熱性好、光透過率高、抗侵蝕能力強以及良好的介電性質(zhì)。 本文成功的利用低氣壓介質(zhì)阻擋等離子體增強化學氣相沉積法(DBD-PECVD)在濾紙、玻璃和硅片上分別以C4Fs，C3F8和CH2F2等離子體制備出大面積性能良好的a-C:F薄膜。 利用傅立葉紅外吸收光譜、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、光學接觸角測試儀和臺階儀對薄膜進行了檢測，同時還用發(fā)射光譜對等離子體進行了診斷。 結(jié)果表明：等離

3、子體種類和放電氣壓能夠影響薄膜的化學成份和表面形貌。以濾紙為基底的薄膜接觸角較大，具有良好的疏水性。當薄膜厚度達到160nm時，薄膜可以完全覆蓋住基底表面，不改變基底性質(zhì)，疏水性較穩(wěn)定。 薄膜接觸角與薄膜的化學成份和基底的表面粗糙度有關(guān)。C4Fs和C3Fs等離子體制備的薄膜接觸角較大，CH2F2等離子體制備的薄膜中含有CHx(x=1,2,3)基團，影響它的疏水性，薄膜接觸角較小。 本文也利用低氣壓DBD-PECVD法在硅

4、片上采用TEOS/O2等離子體制備出性能良好的SiO2薄膜。薄膜經(jīng)傅立葉紅外吸收光譜，X射線光電子能譜，原子力顯微鏡，基于原子力顯微鏡的納米壓痕/納米磨損檢測，導電式原子力顯微鏡和臺階儀檢測后研究發(fā)現(xiàn)，隨著O2含量的增加，薄膜中碳氫化合物含量降低。 O2含量較高時，制備出的薄膜含雜質(zhì)較少，結(jié)構(gòu)致密，表面光滑平整。同時薄膜表面覆蓋一層碳含量較高的導電軟層，厚度為0.5nm-1.5nm。這個軟層可能是在薄膜生長過程中，具有高能量的離