a-C:F薄膜结构与电学性能研究

摘要

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)方法,以C4F8和CH4为源气体,在不同气体流量比R(R=[CH4]/([CH4]+[C4F8]))条件下沉积氟化非晶碳(a-C:F)薄膜。用原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的表面形貌。用柯西(Cauchy)模型和Levenberg-Marquardt非线性迭代算法分析了薄膜的椭圆光谱。用X光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术分析了薄膜的化学成分。随着气体流量比R的增大a-C:F薄膜C-C键结构增多,薄膜C/F比增大。a-C:F薄膜的介电常数取决于电子极化并随R的增大而上升。a-C:F薄膜导电行为在低场强区域呈现欧姆特性,在高场强区域符合Poole-Frankel机制。随着C-C含量的增大,π价带态和π*导带态之间的带隙减小,电荷陷阱深度减小,陷阱中的电子在场增强热激发作用下更容易进入导带,导致薄膜漏电流增加。