非晶氟化碳膜的制备与性能研究

摘要

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)的方法,以C4F8和CH4为源气体,在不同气体质量流量比R(R=m(CH4):m(CH4+C4F8))条件下制备了非晶氟化碳(a-C:F)薄膜.采用X光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术分析了a-C:F薄膜的化学结构.FTIR分析表明,a-C:F薄膜中含有CFx(x=1～3),CF=C以及位于a-C:F交联结构末端的CF2=CF等基团,没有迹象表明有C-H存在.XPS C1s峰各结合态与结合能的对应关系分别为:CF3(295 eV),CF2(293 eV),CF(291 eV),C-O(289 eV),C-CFx(x=1～3)(287 eV)以及位于a-C:F交联结构末端的C-C(285 eV).随着气体质量流量比R的增大,a-C:F薄膜中的F含量和位于a-C:F交联结构末端的C-C含量减小,而交联C-CFx含量增大.而且当气体质量流量比R增大时,a-C:F薄膜介电常数随着电子极化减小以及薄膜密度增大从2.1上升到2.4,漏电流随着π价带态和π*导带态之间带隙的减小而上升,薄膜热稳定性随着破坏薄膜交联结构的CF3和CF2=CF等不稳定成分的减少以及C-CFx交联结构的增多而上升.