物理化学学报
物理化學學報
물이화학학보
ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA
2010年
8期
2311-2316
,共6页
等离子体增强磁控溅射%a-Si1-xCx:H薄膜%FF-IR%化学结构%硬度%成膜机理
等離子體增彊磁控濺射%a-Si1-xCx:H薄膜%FF-IR%化學結構%硬度%成膜機理
등리자체증강자공천사%a-Si1-xCx:H박막%FF-IR%화학결구%경도%성막궤리
以CH4和Ar工作气体,单晶硅为溅射靶,通过微波电子回旋共振(MW-ECR)等离子体增强非平衡磁控溅射方法在不同的CH4流量和沉积温度下制备了a-Si1-xCx:H薄膜.利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱,X光电子能谱(XPS)和纳米硬度仪等表征方法研究不同沉积参数下薄膜的化学结构、化学配比和硬度的变化.结果表明:室温(25℃)下随CH4流量由5 cm3·min-1增加到46 cm3·min-1(标准状态)时,薄膜中Si-CH2键,C-H键含量逐渐增加,Si-H键变化不明显;膜中C原子百分比由28%增至76%,Si原子百分比由62%降至19%.当CH4流量为15 cm3·min-1时,随沉积温度的升高,薄膜中Si和C原子百分比含量分别为52%和43%,且基本保持不变;膜中Si-H键和C-H键转化为Si-C键,薄膜的显微硬度显著提高,在沉积温度为600℃时达到29.7 GPa.根据分析结果,提出了室温和高温下a-Si1-xCx:H薄膜生长模型.
以CH4和Ar工作氣體,單晶硅為濺射靶,通過微波電子迴鏇共振(MW-ECR)等離子體增彊非平衡磁控濺射方法在不同的CH4流量和沉積溫度下製備瞭a-Si1-xCx:H薄膜.利用傅裏葉變換紅外(FT-IR)光譜,X光電子能譜(XPS)和納米硬度儀等錶徵方法研究不同沉積參數下薄膜的化學結構、化學配比和硬度的變化.結果錶明:室溫(25℃)下隨CH4流量由5 cm3·min-1增加到46 cm3·min-1(標準狀態)時,薄膜中Si-CH2鍵,C-H鍵含量逐漸增加,Si-H鍵變化不明顯;膜中C原子百分比由28%增至76%,Si原子百分比由62%降至19%.噹CH4流量為15 cm3·min-1時,隨沉積溫度的升高,薄膜中Si和C原子百分比含量分彆為52%和43%,且基本保持不變;膜中Si-H鍵和C-H鍵轉化為Si-C鍵,薄膜的顯微硬度顯著提高,在沉積溫度為600℃時達到29.7 GPa.根據分析結果,提齣瞭室溫和高溫下a-Si1-xCx:H薄膜生長模型.
이CH4화Ar공작기체,단정규위천사파,통과미파전자회선공진(MW-ECR)등리자체증강비평형자공천사방법재불동적CH4류량화침적온도하제비료a-Si1-xCx:H박막.이용부리협변환홍외(FT-IR)광보,X광전자능보(XPS)화납미경도의등표정방법연구불동침적삼수하박막적화학결구、화학배비화경도적변화.결과표명:실온(25℃)하수CH4류량유5 cm3·min-1증가도46 cm3·min-1(표준상태)시,박막중Si-CH2건,C-H건함량축점증가,Si-H건변화불명현;막중C원자백분비유28%증지76%,Si원자백분비유62%강지19%.당CH4류량위15 cm3·min-1시,수침적온도적승고,박막중Si화C원자백분비함량분별위52%화43%,차기본보지불변;막중Si-H건화C-H건전화위Si-C건,박막적현미경도현저제고,재침적온도위600℃시체도29.7 GPa.근거분석결과,제출료실온화고온하a-Si1-xCx:H박막생장모형.
