激光化学气相沉积SiCN薄膜及其结构控制开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)
目前,许多具有特殊功能的先进材料正在不断出现,然而,因为工作环境的限制,他们之中的很多得不到广泛利用。新型的薄膜与涂层通过隔绝不利因素,能够解决这一限制。
SiC薄膜是一种优异的宽禁带半导体材料,具有良好的高温机械性能与化学稳定性,Si3N4薄膜是一种介电材料,通常用于微电子器件的电绝缘层或扩散阻碍层[1]。SiCN 是一种新型硅,碳,氮三元化合物半导体材料,融合了 SiC 与 Si3N4优良电学,光学,热学与机械性能。SiCN 具有复杂的相结构,其中含有 Si-C,Si-N,C-N 等化学键;随着其中各元素的成分与分布的变化,SiCN 的结构与性能会发生很大的改变,这有助于人为设计所需的性能。在硅衬底上沉积 SiCN 薄膜成本低,能有效地保护硅基电子器件,能应用于微机电系统(MEMS)中,此外,SiCN 薄膜的生物相容性远比 Si 优异,这对于植入性电子器件是至关重要的[2]。上述这些特点使得 SiCN 有很大的研究意义。
近年来,人们采用了多种物理,化学方法制备了 SiCN 薄膜。化学气相沉积法(CVD)中,最常见的是等离子体化学气相沉积法(PECVD),其反应气体包括六甲基二氮硅烷(HMDS)[3–5],苯基三甲基硅烷(TMphS)[6]等单前驱体气体与SiH4/CH4/N2等多前驱体气体[7]。其他方法还有以SiH4/CH4/H2/N2为反应气体的电子回旋共振化学气相沉积(ECR-CVD)[8,9];以六甲基二氮硅烷(HMDS)[10]或SiH4/CH4/H2/N2[10,11]为反应气体的热丝化学气相沉积(HWCVD)。物理方法,例如磁控溅射法(MS)[12–14],脉冲激光沉积法(PLD)[15]也被用来制备 SiCN 薄膜。
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