MWECR CVD法制备B-C薄膜的工艺研究

论文摘要

本文综述了当前B-C化合物的研究概况,简单介绍了几种制备B-C化合物的常用方法,并概述了目前人们已发现的B-C化合物的各种特性。本实验采用乙硼烷（B2H6）为B源,乙烯（C2H4）为C源,利用微波电子回旋共振化学气相沉积法（MWECR CVD）沉积得到了B-C薄膜。主要研究了源气体C2H4/B2H6摩尔比、工作气压、沉积温度以及微波功率对薄膜成分、价键结构以及沉积速率的影响。通过EDS谱对样品成分分析得出,随C2H4/B2H6摩尔比的增加,样品中C/B原子比呈指数关系增加。我们利用台阶仪测出样品膜厚,计算出沉积速率,发现:工作气压的增加,使沉积速率先增加后减小,在0.6 Pa时达到峰值,沉积速率为0.293 nm/s。随基片温度的升高,沉积速率也呈现出相同的规律,在100℃时达到最大,为0.227 nm/s。随着微波功率的增加,沉积速率逐渐增加。通过对样品XPS全谱分析得出,升高基片温度或增加微波功率,样品中的B含量均逐渐增加,C/B原子比随之降低。对样品XPS谱的B1s、C1s谱分析得出,随着基片温度的增加,B、C原子成键中B-C键数量均逐渐增加,即升高基片温度使B、C原子更容易结合成键。微波功率对B、C原子键合状态的影响也呈现出相同的规律,即升高微波功率有利于B、C原子相互结合成键。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 B-C 化合物的研究概况
• 1.2.1 碳化硼的研究
• 3 化合物的研究'>1.2.2 BC₃化合物的研究
• 1.3 B-C 化合物的合成方法
• 1.3.1 化学气相沉积法（CVD）
• 1.3.2 物理气相沉积法（PVD）
• 1.3.3 高温高压法（HTHP）
• 1.3.4 化学合成法
• 1.4 B-C 化合物的物理性能
• 1.4.1 电学性能
• 1.4.2 力学性能
• 1.4.3 光学性能
• 1.5 B-C 化合物的应用前景
• 1.6 本论文选题意义和研究目的
• 第2章 MWECR CVD 沉积系统
• 2.1 等离子体概述
• 2.1.1 等离子体基本概念
• 2.1.2 等离子体的存在尺度
• 2.2 微波电子回旋共振（MWECR）等离子体
• 2.2.1 MWECR 原理
• 2.2.2 MWECR 等离子体的能量吸收
• 2.2.3 MWECR 等离子体特点
• 2.3 MWECR CVD 沉积系统介绍
• 2.4 本章小结
• 第3章 MWECR CVD 法制备B-C 薄膜的实验方法
• 3.1 概论
• 3.2 源气体的选取
• 2H₆）'>3.2.1 乙硼烷（B₂H₆）
• 2H₄）'>3.2.2 乙烯（C₂H₄）
• 3.3 基片的处理
• 3.4 B-C 薄膜的制备过程
• 3.5 实验参数
• 3.6 样品的表征方法
• 3.6.1 X 射线能谱分析（EDS）
• 3.6.2 台阶仪测试分析
• 3.6.3 X 射线光电子能谱分析（XPS）
• 3.7 本章小结
• 第4章 系统参数对B-C 薄膜的影响
• 2H₄/B₂H₆ 摩尔比对B-C 膜成分的影响'>4.1 源气体C₂H₄/B₂H₆ 摩尔比对B-C 膜成分的影响
• 4.2 工作气压对B-C 膜生长的影响
• 4.2.1 工作气压对薄膜成分的影响
• 4.2.2 工作气压对沉积速率的影响
• 4.3 基片温度对B-C 膜生长的影响
• 4.3.1 基片温度对沉积速率的影响
• 4.3.2 基片温度对膜成分及原子成键的影响
• 4.4 微波功率对B-C 膜生长的影响
• 4.4.1 微波功率对沉积速率的影响
• 4.4.2 微波功率对膜成分及原子成键的影响
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介