射頻反應(yīng)磁控濺射法制備碳化硅薄膜研究.pdf

1、SiC薄膜作為半導(dǎo)體在電學(xué)上的應(yīng)用和作為保護(hù)膜或硬質(zhì)薄膜等力學(xué)應(yīng)用已經(jīng)有了近一個世紀(jì)的研究，本文圍繞碳化硅所具有的一些獨(dú)一無二的優(yōu)異性能，系統(tǒng)總結(jié)了碳化硅薄膜的研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了制備各種碳化硅薄膜的工藝方法，并且針對目前研究相對較少的反應(yīng)磁控濺射法制備SiC薄膜做了相對比較深入的研究：通過調(diào)節(jié)和優(yōu)化工藝，初步探索Si基反應(yīng)磁控濺射SiC薄膜的可行性，在此基礎(chǔ)上研究了各種工藝參數(shù)以及熱處理溫度對SiC薄膜表面形貌、組成結(jié)構(gòu)的影響，并初步

2、討論了碳化硅薄膜的生長機(jī)理。 第一，系統(tǒng)地研究了射頻反應(yīng)磁控濺射工藝如濺射功率、甲烷分壓、基底溫度、基底偏壓等對SiC薄膜表面形貌、組成結(jié)構(gòu)的影響，并確定了生成碳化硅薄膜的最佳工藝參數(shù)：Ar/CH<,4>混合氣體的總流量為30ml/min，其中流量比例CH<,4>：Ar=4：26：濺射功率為200W：基底偏壓為25V。 第二，濺射過程中采取分步偏壓、引入中間碳化層，可以有效提高薄膜的生長速度和改善薄膜的質(zhì)量。 第

3、三，在現(xiàn)有工藝條件下通過射頻反應(yīng)磁控濺射法制得的碳化硅薄膜均為非晶態(tài)，通過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，薄膜由非晶轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑?。隨著熱處理溫度的升高，由單一的納米晶(α-SiC)，變成多相的納米晶(α-SiC逐漸減少，β-SiC逐漸增多)。 第四，初步討論了碳化硅薄膜的生長機(jī)理：為了保證沉積粒子在基底表面形成附著力較好的SiC薄膜，沉積粒子必須具有足夠高的能量；SiC薄膜的生長同樣包含著新相的形核與薄膜的生長階段：SiC薄膜沉積過程中的原子擴(kuò)散主