论文题目: 感应耦合放电的碳氟等离子体行为及碳氟薄膜生长机理
论文类型: 博士论文
论文专业: 凝聚态物理
作者: 黄松
导师: 宁兆元
关键词: 感应耦合放电,碳氟等离子体,碳氟薄膜
文献来源: 苏州大学
发表年度: 2005
论文摘要: 目前,碳氟等离子体被广泛用在器件的微细加工过程中,如沉积低介电常数的氟化非晶碳薄膜,刻蚀SiO2、Si 以及其它相关材料。由于器件特征尺寸的不断缩小和加工基片面积的加大,具有运行气压低、密度高、大面积均匀等优点的感应耦合等离子体（ICP）得到了人们广泛的关注。本文率先在国内使用ICP 制备了低K 氟化非晶碳薄膜,研究了碳氟等离子体的放电行为、碳氟等离子体中的各种基团的空间行为以及碳氟薄膜的生长机理。 第一部分:碳氟等离子体的放电行为使用朗谬尔探针研究了低压CF4气体感应耦合放电等离子体的特性。结果表明,CF4等离子体的电子呈现双温分布:一类是密度低、能量高的快电子,另一类是密度高、能量低的慢电子。快电子温度The、慢电子温度Tce以及它们的平均电子温度Te随射频输入功率的增加而下降;而它们的密度nhe、nce和ne随功率的增加而上升。从电子与气体粒子碰撞能量平衡的角度解释了双温电子特性与射频输入功率之间的关系。 第二部分:碳氟等离子体基团的空间行为利用强度标定的发射光谱法（AOES）,研究了ICP CF4/CH4等离子体中空间基团的相对密度随宏观条件（射频输入功率、气压和流量比）的变化情况。研究表明在所研究的碳氟/碳氢混合气体放电等离子体中除了具有丰富的CF、CF2、CH、H 和F 等活性基团外,还同时存在着C2基团,其相对密度随着放电功率的提高而增加;随着气压的上升呈现倒“U”型的变化。C2随流量比R（R=CH4/（CH4+CF4））的变化不是单调的,其相对密度在R=7.5%时存在一个极大值,并随着R 进一步增加而减弱,然后趋于一个稳定值。根据各基团相对密度的变化规律,认为等离子体中CF 和CH基团的气相反应（C F + CH→C2+HF）是C2基团产生的主要途径,并提出了形成C2的基团碰撞的活化反应模型,据此进行的模拟计算的结果与实验相符。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 等离子体在微电子工业中的应用
1.2 感应耦合等离子体(ICP)原理及其特点
1.2.1 ICP 的原理
1.2.2 ICP 的特点
1.3 研究背景
1.3.1 碳氟等离子体中的刻蚀
1.3.2 碳氟薄膜的沉积
1.3.3 碳氟等离子体的空间行为
1.4 本文研究内容
1.4.1 讨论
1.4.2 本文研究内容
参考文献
第二章 ICP 碳氟等离子体诊断,碳氟薄膜结构和性能表征
2.1 ICP 装置简介
2.2 ICP 碳氟等离子体诊断方法
2.2.1 朗谬尔探针
2.2.2 发射光谱
2.2.3 四极质谱仪
2.3 样品的制备
2.4 碳氟薄膜的结构和性能表征
2.4.1 台阶仪和阻抗分析仪
2.4.2 傅立叶变换红外吸收光谱(FTIR)
2.4.3 紫外-可见光透射光谱(UV-VIS)
2.4.4 X 射线光电子能谱(XPS)
2.5 本章小结
参考文献
第三章 ICP 等离子体的放电行为
3.1 实用朗谬尔探针的几点考虑
3.2 ICP Ar 等离子体的性质
3.3 ICP Ar/CF等离子体的放电行为
3.4 ICP CF4等离子体的性质
3.5 本章小结
参考文献
第四章 ICP 碳氟等离子体中若干基团的行为
4.1 等离子体中发射光谱谱线的确认
4.2 时间效应对碳氟等离子体基团行为的影响
4.3 碳氟等离子体中若干基团的行为
4.3.1 CF 基团
4.3.2 C_2基团
4.3.3 H_2稀释时的碳氟等离子体行为
4.3.4 其它基团
4.4 本章小结
参考文献
第五章 碳氟薄膜的结构、性质及其生长机理
5.1 碳氟薄膜的结构与性质
5.1.1 碳氟薄膜的红外光谱分析
5.1.2 碳氟薄膜的XPS光谱分析
5.1.3 碳氟薄膜的电学性质
5.1.4 碳氟薄膜的光学性质
5.2 碳氟薄膜的生长机理
5.3 本章小结
参考文献
第六章 结论
6.1 结论
创新性说明
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
详细摘要
发布时间: 2006-03-24
参考文献
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