脉冲激光沉积氮化碳薄膜及其生长机理研究

【作者】 王淑芳；

【导师】 傅广生；

【作者基本信息】 河北大学 ， 光学， 2000， 硕士

【摘要】 本工作利用等离子体辅助的脉冲激光沉积技术在Si衬底上生长氮化碳薄膜。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）等多种技术手段，对薄膜的形貌、成分、晶体结构、价键状态等特性进行了分析和确定。研究了几种工艺参数如衬底温度、工作气压、电流密度、激光能量等对薄膜生长的影响，初步讨论了氮化碳薄膜的生长机理。 沉积反应的动力学条件变化导致合成的氮化碳薄膜在高低不同气压下表现出不同特性：低气压条件下（10~1-10~2pa），室温时沉积的多为非晶氮化碳薄膜，高温沉积和高温退火（1100℃）可强迫薄膜晶化；高气压条件下（10~3-10~4pa），随着衬底温度的变化，沉积的薄膜经历了从无定形（600-650℃）到CN/SiN（800-850℃）再到SiCN（950-1000℃）的相变过程。更多还原

【Abstract】 Carbon ndride thin filIns wee deposited on Si wafes by 308rim XeCl laserablation of graphite target assisted by the dc.glow discharge plasma in theatmosphere of N2 or N2+H2. SeveraI measuremental techniques, including Scanningelectronic microscopy(SEM), X--lay diffiaction(XRD), X--ray photoeleCtlxinspectroscopy(XPS) and Auger electron spectroscopy(AES), were used to analyZe thecharacteristic of the films. The effects of the substrate tCmpethee, gas pressure,discharge culrel1t and laser paxa-meters on the growth of the carbon nitride thin filmswere studied.The propelties of the carbon nitride films are strongly affected by the plasmadynamics at the differCflt gas presstue. The CN films deposited at lowpressure(l0’- l0’pa) and room temperature were amphous, and annealing at l l00 tmade the films crystallization. At the high pl-essure(l0’-l0#pa), we obtained theCN/SW films at the substrate ten1Perature of 800-830C and SiCN fi1ms at950-- 1000 C.更多还原