微波电子回旋共振法沉积的非晶碳化硅薄膜结构和性能研究

摘要

非晶碳化硅薄膜的结构可调制性及化学稳定性使其成为Cu/超低k多孔介电薄膜结构的扩散阻挡层优异候选材料。我们以SiH<,4>(80％Ar稀释)和CH<,4>作为源气体，在不同的气体流量比R{R=[CH<,4>]/([CH<,4>]+[SiH<,4>])}和沉积温度下，使用微波电子回旋共振化学气相沉积法制备了非化学计量比的非晶碳化硅薄膜(a-Si<,1-x>C<,x>：H)。薄膜沉积过程中放电等离子体的各基团行为由等离子体的发射光谱监测，而薄膜的结构与性能则由傅立叶变换红外光谱、紫外可见光谱等来表征。 结果表明：在等离子体发射光谱中H、CH谱线强度随CH<,4>流量的增加而增强，而SiH谱线强度则呈现相反的变化趋势；随着气体流量比R的增加，薄膜由富硅态向富碳态转变，我们推测薄膜成分结构的转变是薄膜光学带隙及其介电常数变化的根本原因；在R为0.65、基片温度为350℃下在SiCOH薄膜上沉积一厚度为20nm的a-Si<,1-x>C<,x>：H薄膜能明显降低SiCOH薄膜的漏电流，而没有改变其介电常数。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

§1.1低介电常数材料的研究背景

§1.2铜/低K阻挡材料的研究现状

§1.3本文的研究内容

第二章实验

§2.1 ECR等离子体的基本原理

§2.2实验装置

§2.3基片的清洗

§2.4薄膜的沉积

§2.5 MIS器件的制作

第三章薄膜的表征

§3.1膜厚的测量

§3.2发射光谱(OES)

§3.3傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)

§3.4紫外可见光谱分析(UV)

§3.5薄膜的介电和电学性能的表征

第四章薄膜的生长及其电学性能的研究

§4.1薄膜的生长

4.1.1薄膜的生长速率及分析

4.1.2前驱等离子体的发射光谱及讨论

4.1.3薄膜的红外透射光谱及其结构和成分分析

4.1.4薄膜的紫外可见光谱

4.1.5小结

§4.2薄膜的介电与电学性质

4.2.1薄膜的介电性能

4.2.2薄膜的漏电流

第五章结语

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢