金属有机化合物化学气相淀积含钛硬质涂层的过程研究

在垂直冷壁CVD反应器中进行了文题的探索性研究。以二乙胺基钛(Ti(NEt_2)_4)为源,在不锈钢或硬质合金基体上完成了氮化钛(TiN)和碳氮化钛(Ti(C,N))硬质薄膜低温下的淀积。发现(TiN)和(Ti(C,N))分别在773K和973K下形成;在操作范围内整个反应器流场由自由对流控制;反应过程由表面过程控制;反应活化能为235 kJ/mol;二乙胺基钛反应级数为1级。进行了热力学计算,提出了反应历程假设。结果表明:用二乙胺基钛进行MOCVD淀积含钛硬质薄膜可以降低温度,以扩大基体的选用范围,为获得硬质薄膜提供了一条新的途径。     

强自然对流流体的有限元解法：用于化学气相相淀积反应器

以冷壁化学气相淀积（ＣＶＤ）反应器中淀积ＴｉＮ涂层为对象，对立了适用于强自然对流流体的ＣＶＤ反应器模型。模型中包括流动、传热、传质和化学反应，计入了温度对物性参数的影响。通过编制求解该复杂模型的有限元程度，计算反应器中流型、温度及浓度的分布。定量计算了ＴｉＮ的淀积速率，计算值与实验值基本一致。该模型与程序不仅适用于本文所描述的淀积ＴｉＮ系统，也可以成为各种外延反应器和金属有机化学气相淀积反应器中计     

强自然对流流体的有限元解法──用于化学气相淀积反应器

以冷壁化学气相淀积（ＣＶＤ）反应器中淀积ＴｉＮ涂层为对象，建立了适用于强自然对流流体的ＣＶＤ反应器模型。模型中包括流动、传热、传质和化学反应，计入了温度对物性参数的影响。通过编制求解该复杂模型的有限元程序，计算反应器中流型、温度及浓度的分布。定量计算了ＴｉＮ的淀积速率，计算值与实验值基本一致。该模型与程序不仅适用于本文所描述的淀积ＴｉＮ系统，也可以成为各种外延反应器和金属有机化学气相淀积反应器中计算传递过程的重要工具。     

高频反应溅射淀积氮化硅

钠离子沾污及其在SiO_2中的高迁移率,是造成半导体器件性能不稳定和使MOS 器件阀值电压难于控制的主要原因。目前,以Si_3N_4和Al_2O_3代替SiO_2或与SiO_2组成双层结构,对提高器件的稳定性、可靠性,具有良好的效果。本文介绍利用国产JS—450型高频溅射设备淀积Si_3N_4的工艺、影响薄膜淀积速率和质量的主要因素,并简要介绍此法淀积的Si_3N_4薄膜的特性和实际使用的效果。     

高速钢工具的PAMOCVD涂层研究

为解决传统的TiCl_4-H_2-H_2体系进行PCVD TiN过程中对炉体和真空系统的腐蚀、氯元素进入涂层等问题,作者采用金属有机物TPT或TET代替TiCl_4作为供钛源进行PAMOCVD涂层处理。研究了不同工艺参数对涂层性能的影响。通过对涂层钻头、冲头寿命的对比试验表明:PAMOCVD涂层钻头比未涂层的提高近6倍;比PCVDTiN涂层钻头提高2—3倍;标准件冲头PAMOCVD涂层比不涂层提高寿命1—2倍,并解决了对设备的腐蚀问题。     

化学气相淀积反应器内TiCl_4氧化反应动力学

采用原位红外测试技术,在线观测了化学气相淀积反应器内TiCl_4的均相氧化反应。捕获了两种重要活性中间体TiCl_3和TiOCl_2,从而导出该反应的机理模型。并采用尾气红外定量分析方法得到了TiCl_4氧化反应的动力学方程及反应活化能。反应活化能:66.8 kJ/mol,指前因子:2.45×10~2/s。     

金属有机化合物化学气相淀积含钛硬质涂层的性能研究

在用文题淀积方法制备出氮化钛、碳氮化钛和碳氮氧化钛硬质涂层的基础上,用表面分析手段分别进行了成分、结构分析、形貌观察和硬度测定。结果表明:以二乙胺基钛为原料可分别在773K和973K淀积氮化钛和碳氮化钛涂层;用钛酸异丙酯和钛酸丁酯可分别在973K和1073K获得碳氮氧化钛涂层。所得的涂层表面光洁度高、与基体附着性好、硬度满足实用要求。相比于普通化学气相淀积方法,本法在制备硬质涂层上有两大优点:(1)淀积温度降低,扩大了基体的选用范围;(2)固溶体涂层的获得扩大了涂层的适用范围。     

PECVD淀积SiO2的应用

研究了PECVD腔内压力、淀积温度和淀积时间等工艺条件对SiO2薄膜的结构、淀积速率和抗腐蚀性等性能的影响。结果表明,利用剥离工艺,并采用AZ5214E光刻胶作为剥离掩模成功制作了约2μm厚的包裹在金属铝柱周围的SiO2隔热掩模。     

气压在由SiH_4淀积多晶硅时的作用

对由SiH_4淀积多晶硅的质量输运过程进行动力学分析,建立了完整的淀积模型和速率表达式,并由该式讨论了气压对淀积速率和表观激活能的影响。指出,从常压至数乇,随气压降低淀积速率提高,表观激活能降低。特别设计了突出气压影响的实验,实验结果支持理论分析的结论。还讨论了气压降低对淀积质量的影响。     

等离子增强型化学气相淀积氮化硅的淀积

等离子增强型化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）氮化硅是目前器件唯一能在合金化之后低温生长的氮化硅．本文研究了各种波积参数对薄膜性能的影响，提出了淀积优质氮化硅钝化膜的条件，对折射率随生长速率而变化给出了新的解释．     

多晶硅薄膜淀积的核化和早期生长

研究了在常压SiH_4-H_2系统中,于1050C下,在不同衬底上所获得的多晶硅淀积层的结构和核化生长过程。实验发现,衬底性质对核化过程和早期淀积层结构有影响。与热生长SiQ_2衬底比较,SiO_2+Si_3N_4 复合衬底上的淀积具有核化过程发生早,岛核尺寸小密度高,淀积层晶粒细密等特点。SiO_2 同H_2及淀积硅的反应是影响高温条件下在SiO_2衬底上核化和生长的原因。文章还讨论了核化阶段的相变过程。     

A-Si∶O∶H薄膜的淀积速率及折射率

本文研究了高频辉光放电等离子体分解SiH_4+H_2+H_2O混合气体淀积氢化非晶硅氧合金(a-Si:O:H)膜的淀积率及折射率,并就其放电机理对淀积速率作了初步的说明;对折射率的变化采用两种不同的物理模型进行了分析计算.     

等离子增强型化学气相沉积氮化硅的淀积

等离子增强型化学气相淀积氮化硅是目前器件难一能在合金化之后低温生长的氮化硅。本文研究了各种淀积参数对薄膜性能的影响，提出了淀积优质氮化硅钝化膜的条件，对折射率随生长速率而变化给出了新的解释。     

SnO_2薄膜的化学气相淀积 Ⅰ.SnO_2薄膜的制备过程动力学

利用化学气相淀积方法,在载玻片上淀积二氧化锡薄膜,研究了过程的动力学特征,考察了不同操作参数对淀积速率的影响。建立了淀积速率与反应气体分压的关系式,并初步提出了淀积过程的反应原理。     

Cr12模具钢表面化学气相沉积碳、氮化钛涂层的研究

TiC与TiN因晶格常数相近而可互溶生成碳氮化钛,其硬度介于TiC与TiN之间,而比TiN硬得多,涂于钢铁工件上可使寿命大为提高。本文叙述了不用CH_4、CCl_4而只用C_5H_5Cl N_2 H_2 TiCl_4体系沉积Ti(C、N)的工艺条件和淬火方法。模具经此法处理后表面硬度可达2400kg/mm~2,使用保护气体强制冷却淬火不仅使硬度达到生产要求,还能解决工件在淬火中的变形与开裂问题。试验表明此法可提高模具寿命2到5倍。     

Ar~+激光诱导淀积多晶硅精细线条

以聚焦的A_r~+激光束诱导多晶硅膜的淀积,在可移动的反应器上实现了宽度小于激光束径的多晶硅精细线条的直接书写。这可以视为VLSI的一种新的布线工艺的雏形。     

N_2/H_2比对化学气相沉积氮化钛涂层的影响

本文研究了N_2/H_2比对氮化钛涂层的晶格常数、硬度、沉积速率的影响,在N_2/H_2≈1/2时得到组成近似于化学计量的氮化钛,涂层硬度和沉积速率最高,涂层模具的寿命比不涂层的可提高4倍。     

化学气相沉积耐磨涂层TiN的温度选择

化学气相沉积(CVD)TiN涂层在模具上涂复3～10μm可使模具寿命提高3～4倍。本文研究指出:沉积温度对沉积速率、涂层硬度及对基体Cr12MoV硬度和尺寸都有影响。在950～1000℃间可以得到接近化学计量的TiN,其硬度Hv(1)≈20000N/mm~2,基体尺寸变化在万分之五以内。     

汽相淀积多晶硅薄膜结构和性质的研究

多晶硅薄膜的制备采用硅烷(SiH_4)热分解化学汽相淀积法。利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜和红外光谱仪等手段对膜的微结构进行了研究。我们发观膜的结构特性强烈地依赖于淀积条件,实验结果指出:假如在整个淀积过程的最初阶段采用“低温成核”,就不难获得适合于硅栅MOS集成电路的优质多晶硅膜。当低温成核温度为650℃～700℃,并控制一定的淀积条件,所制得的膜是光亮和均匀的,其晶粒大小约为300～500埃。文中对“低温成核”的机理及多晶薄膜的生长模型也进行了讨论。此外,对多晶膜的光学、电学和介电等性质进行了测量,对多晶硅由于晶粒间界的存在而引起的一系利与单晶硅不同的性质进行了计算和分析,从而为器件设计提供某些有用的理论数据。     

用等离子体化学传输淀积[PCTD]法制备非晶硅合金膜及其特性

等离子体化学传输淀积[PCTD]法,是我们用来制备非晶硅合金膜的第二种新方法。在这方法中,我们利用从气体源产生的等离子体中的活性元素,在付蚀区腐蚀多晶硅或多晶硅和掺杂材料。腐蚀后的产物由于气流和电场的作用,传输到淀积区与H_2及电极和衬底表面起反应,在淀积区电场中的衬底上淀积出非晶硅合金膜。文中对淀积的机理、制备方法以及膜的结构和性质作了报导和讨论。