原位等离子体处理对金刚石膜的电学性能影响

【作者】 廖晓明； 冉均国； 苟立； 苏葆辉； 张进；

【机构】 四川大学无机材料系；

【摘要】 金刚石薄膜电阻率的高低是薄膜绝缘性能优劣的直观反映和应用于辐射剂量计的重要影响因素之一。但由于表面低电阻层的存在使薄膜绝缘性能降低,造成了金刚石膜制作的电子器件漏电流增大、信噪比降低,影响辐射剂量计器件性能。因此提高金刚石膜的电阻率和膜的整体绝缘性就显得十分必要。本文采用原位氧和原位氮等离子体对生成的金刚石膜进行处理,研究了微波等离子体工艺参数如微波功率、处理时间和氧气、氮气流量对金刚石薄膜电阻率的影响。处理后的金刚石薄膜用SEM来观察其表面形貌,XPS对膜表层C原子的化合态及其相对含量进行了测定。结果表明,氧等离子体处理能刻蚀除去石墨等非金刚石成分,提高了金刚石膜的电阻率等电学性能,但氮等离子体对生成膜的电阻率提高作用不如氧等离子体处理明显。处理后样品的暗电流I-V特性测试结果表明,优化的氧等离子后处理工艺条件可使生成膜的电阻率值达到10¹³Ω.cm数量级,比未处理的电阻率提高了4个数量级。表明原位等离子体处理是一种提高金刚石薄膜电学性能的好方法。更多还原