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碳纳米管异质结构的 ECR-CVD法制备

王志 , 巴德纯 , 于春宏 , 梁吉

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.01244

使用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积方法(ECR-CVD), 以Fe3O4纳米粒子为催化剂, 多孔硅为基底, 采用CH4/H2和CH4/B2H6/H2两种气源在连续的CVD过程中大量合成了一种新型的纳米管异质结构. 扫描电镜(SEM) 和透射电镜(TEM)观察表明: 合成的异质结构一端是类竹节状的掺硼碳纳米管, 另一端是光滑中空的纯碳纳米管. 异质结构采用底端生长模式, 先行生长的掺硼纳米管处于纳米管结构的顶端.

关键词: ECR-CVD , junction , carbon nanotube , boron-dopedenddocument

ECR-CVD制备的SiOx/a-C:F/SiOx多层膜的结构与介电性质

陈军 , 辛煜 , 许圣华 , 宁兆元 , 陆新华

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2004.02.004

使用80%Ar稀释的SiH4,O2,CHF3和CH4作为前驱气体,利用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)方法制备了SiOx/a-C:F/SiOx多层膜.傅里叶变换红外测试结果表明了多层膜中存在大量的C-F,C=C,Si-O键,同时由于器壁的吸附效应,膜中还存在少量的Si-C和Si-F键,这些键的存在从x射线光电子能谱的深层剖析结果得到了证实.热退火的结果表明了薄膜的红外结构没有发生太大的变化,薄膜的介电常数经过400℃的退火后仅上升了8%.实验结果表明了ECR-CVD制备的SiOx/a-C:F/SiOx多层膜可以成为超大规模集成电路中层间绝缘层的候选材料.

关键词: 多层膜 , 氟化非晶碳膜 , 介电常数 , ECR-CVD

ECR-CVD方法生长a-SiNx:H薄膜的研究

鲁涛 , 辛煜 , 吴雪梅

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.04.002

使用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)方法室温生长了非晶氢化的氮化硅薄膜,通过改变前驱气体(SiH4+80%Ar和NH3)的流量比,研究了薄膜的生长速率、等离子体的发射光谱和薄膜的红外特性.结果表明:随着NH3流量的增加,氮化硅薄膜的生长速率呈下降趋势,这主要是由于等离子体中的气相前驱成分之一硅基团浓度的不断下降所导致的;随着NH3流量的增加,薄膜中键合了较多的具有较高电负性的N原子是Si-N和Si-H伸缩振动发生蓝移的主要原因.红外光谱的定量计算表明所制备的氮化硅薄膜具有相对较低的H浓度,约15%左右.文中对氮化硅薄膜的生长机制也进行了讨论.

关键词: ECR-CVD , a-SiNx:H薄膜 , 发射光谱 , 红外光谱

ECR-CVD制备氟化非晶碳低k介质薄膜

吴振宇 , 杨银堂 , 汪家友

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.02.002

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)方法,以C4F8和CH4为源气体在不同气体流量比R(R=[CH4]/{[CH4]+[C4F8]})条件下成功地沉积了氟化非晶碳(a-C:F)低介电常数(低k)材料.采用X光电子能谱和椭圆光谱方法分析了a-C:F薄膜的化学组分和光学性质.沉积的a-C:F薄膜介电常数约为2.1~2.4,热稳定性优于350℃.随着气体流量比的增大,沉积a-C:F薄膜中的碳含量增大,CF、CF2、CF3含量减少,C-C交链成分增加,从而使得π-π(*)吸收增强,并引起薄膜光学带隙下降.氮气气氛下350℃温度退火后应力释放引起a-C:F薄膜厚度变化,变化量小于4%.450℃温度退火后,由于热分解作用薄膜厚度变化量在30%左右.

关键词: 氟化非晶碳 , ECR-CVD , 光电子能谱 , 椭圆光谱

碳纳米管异质结构的ECR-CVD法制备

王志 , 巴德纯 , 于春宏 , 梁吉

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.05.035

使用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积方法(ECR-CVD),以Fe3O4纳米粒子为催化剂,多孔硅为基底,采用CH4/H2和CH4/B2H6/H2两种气源在连续的CVD过程中大量合成了一种新型的纳米管异质结构.扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察表明:合成的异质结构一端是类竹节状的掺硼碳纳米管,另一端是光滑中空的纯碳纳米管.异质结构采用底端生长模式,先行生长的掺硼纳米管处于纳米管结构的顶端.

关键词: ECR-CVD , 异质结构 , 碳纳米管 , 硼掺杂

ECR-CVD沉积a-C:F薄膜

康健 , 叶超 , 辛煜 , 程珊华 , 宁兆元

功能材料

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)技术,用苯和三氟甲烷混合气体,制备了氟化非晶碳膜(a-C:F).用红外吸收光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析了a-C:F薄膜的结构.FTIR结果表明,氟主要以C-F、CF2的形式成键形成a-C:F薄膜;XPS结果进一步证明a-C:F膜中存在C-F、CF2键,获得了与FTIR相一致的结果.

关键词: a-C:F薄膜 , ECR-CVD , 键结构

用ECR--CVD方法制备定向碳纳米管

王志沈阳 , 巴德纯 , 曹培江

材料研究学报

以Fe$_{3}$O$_{4}$纳米粒子为催化剂, CH$_{4}$和H$_{2}$为气源, 采用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积技术(ECR--CVD) 在多孔硅基底上制备出定向生长的碳纳米管. 研究了气氛组成、气压、温度和反应时间对碳纳米管生长特性的影响. 使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(Raman spectrum) 表征了样品的形貌和结构. 结果表明: 气氛组成和气压影响了反应腔内离解碳的浓度, 从而影响碳纳米管的成核、生长速度及定向生长; 温度的变化改变催化剂的尺寸从而改变碳纳米管的直径, 在过低的温度下碳纳米管不能实现定向生长; 碳纳米管随着反应时间的延长而不断增长, 但超过一定时间后催化剂颗粒被碳包覆而失去催化作用, 生长停止.

关键词: 无机非金属材料 , carbon nanotubes(CNTS) , ECR-CVD

厚度对DLC薄膜内应力的影响研究

谷坤明 , 吕乐阳 , 毛斐 , 虞烈 , 汤皎宁

功能材料

采用ECR微波等离子体增强化学气相沉积的方法于C1H2/H2/Ar2等离子环境中在单晶Si(111)晶面上制备了不同厚度的DLC膜样品,研究了薄膜的厚度随沉积时间的变化及薄膜的硬度、内应力随厚度的变化关系.结果表明,在沉积时间变化范围内,厚度与沉积时间基本呈线性关系,沉积速率可达80nm/min;制备态样品存在的内应力先随厚度增加而增加,当薄膜内应力超过某临界值时将通过表面崩裂达到应力松弛效果,XRD测得基底Si(111)峰位偏移先随厚度增加而增加,随后变化趋于平缓,表明薄膜表面崩裂后内应力维持在一定水平,但薄膜的硬度测量值受到表面崩裂程度影响.

关键词: ECR-CVD , DLC膜 , 内应力

Structure and Mechanical Performance of Nitrogen Doped Diamond-like Carbon Films

Huayu ZHANG , Liangxue LIU , Yulei WANG

材料科学技术(英文)

Nitrogen doped diamond-like carbon (DLC:N) films were prepared by electron cyclotron resonance chemical vapor deposition (ECR-CVD) on polycrystalline Si chips. Film thickness is about 50 nm. Auger electron spectroscopy (AES) was used to evaluate nitrogen content, and increasing N2 flow improved N content from 0 to 7.6%. Raman and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis results reveal N-sp3C and N-sp2C structure. With increasing the N2 flow, sp3C decreases from 73.74% down to 42.66%, and so does N-sp3C from 68.04% down to 20.23%. The hardness decreases from 29.18 GPa down to 19.74 GPa, and the Young′s modulus from 193.03 GPa down to 144.52 GPa.

关键词: Nitrogen doped diamond-like carbon films , doped , diamond-like , carbon , films

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