在眾多的絕緣層材料中,SiO₂薄膜具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、致密的表面結(jié)構(gòu)、較低的熱膨脹系數(shù)、良好的膜基結(jié)合力等優(yōu)點,因此,SiO₂薄膜在微電子、半導(dǎo)體、集成電路、薄膜傳感器等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本文利用直流脈沖磁控濺射法在室溫條件下制備了 SiO₂薄膜,并用臺階儀、原子力顯微鏡、高阻計、X射線衍射儀、透射電子顯微鏡等設(shè)備對薄膜性能進行表征。通過上述表征方法,研究了通過不同工藝方法制備的SiO₂薄膜的絕緣性能,并且系統(tǒng)的研究了 SiO₂薄膜中缺陷形成的機理。研究結(jié)果表明:1.在不同表面粗糙度的Si基底上制備SiO₂薄膜,當(dāng)厚度約為840nm時,其電阻值都小于106Ω,不滿足絕緣要求。在相同表面粗糙度的Si基底上制備SiO₂薄膜,當(dāng)薄膜厚度為2.6μm時,薄膜的電阻率為3.3×106Ω·m,滿足絕緣要求。透射電子顯微鏡結(jié)果表明,在SiO₂薄膜中較低的局域原子密度線性結(jié)構(gòu)缺陷嚴(yán)重降低薄膜的絕緣性。2.通過LabView...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 絕緣薄膜的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 Al₂O₃絕緣薄膜
        1.2.2 SiO₂絕緣薄膜
        1.2.3 SiN_x薄膜
        1.2.4 AlN_x薄膜
    1.3 SiO₂絕緣薄膜的優(yōu)點
    1.4 SiO₂薄膜的制備方法
        1.4.1 蒸發(fā)法
        1.4.2 濺射法
        1.4.3 化學(xué)氣相沉積法
        1.4.4 溶膠—凝膠法
    1.5 本文主要研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
第二章 磁控濺射鍍膜理論與表征方法
    2.1 磁控濺射鍍膜沉積技術(shù)簡介
    2.2 JZFZJ-500S型高真空多功能復(fù)合鍍膜機設(shè)備介紹
        2.2.1 設(shè)備的工作原理及特征
        2.2.2 設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)形式
    2.3 SiO₂薄膜性能表征方法
        2.3.1 X射線衍射儀(XRD)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 原子力顯微鏡(AFM)
        2.3.4 臺階儀
        2.3.5 高阻計
    2.4 薄膜的制備過程
        2.4.1 SiO₂薄膜的制備流程
        2.4.2 Al電極薄膜的制備流程
    2.5 本章小結(jié)
第三章 SiO₂薄膜絕緣性能及其缺陷形成機理的分析
    3.1 基底表面不同粗糙度對SiO₂薄膜的絕緣性研究
        3.1.1 Si片的表面處理
        3.1.2 引腳的制備
        3.1.3 實驗
    3.2 對沉積不同時間的SiO₂薄膜絕緣性能的研究
        3.2.1 實驗
        3.2.2 對沉積不同時間SiO₂薄膜絕緣性能分析
    3.3 對SiO₂薄膜絕緣失效的分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 磁控濺射制備高絕緣SiO₂薄膜的實驗研究
    4.1 多次重復(fù)間歇式沉積對SiO₂薄膜絕緣性的影響
        4.1.1 通過LabView自動控制直流脈沖電源的開關(guān)
        4.1.2 實驗
        4.1.3 SiO₂薄膜絕緣性的表征
        4.1.4 引線連接工藝
        4.1.5 多次重復(fù)間歇式沉積對SiO₂薄膜絕緣性能研究
    4.2 在相同時間內(nèi)進行不同周期SiO₂薄膜的制備
        4.2.1 利用步進電機的往復(fù)運動實現(xiàn)不同的周期
        4.2.2 實驗
        4.2.3 不同周期對SiO₂薄膜絕緣性能研究
        4.2.4 對SiO₂薄膜生長機理的研究
    4.3 通過不同周期制備不同時間的SiO₂薄膜
        4.3.1 實驗
        4.3.2 不同周期下沉積不同時間的SiO₂薄膜絕緣性能研究
    4.4 通過不同周期進行多次重復(fù)間歇式制備SiO₂薄膜
        4.4.1 實驗
        4.4.2 不同周期下進行多次重復(fù)間歇式沉積的Si02薄膜絕緣性能研究
    4.5 本章小結(jié)
第五章 SiO₂薄膜絕緣層在薄膜傳感器中的應(yīng)用
    5.1 SiO₂薄膜絕緣層在NiCr/NiSi薄膜熱電偶中的應(yīng)用
        5.1.1 NiCr/NiSi薄膜熱電偶的制備
        5.1.2 NiCr/NiSi薄膜熱電偶的標(biāo)定
        5.1.3 NiCr/NiSi薄膜熱電偶測溫刀片的銑削實驗及結(jié)果分析
    5.2 SiO₂薄膜絕緣層在ITO薄膜應(yīng)變計中的應(yīng)用
        5.2.1 ITO薄膜應(yīng)變計的制備
        5.2.2 ITO薄膜應(yīng)變計的性能測試
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
攻讀碩士學(xué)位期間申請發(fā)明專利情況
致謝



本文編號：4034959