（物理电子学专业论文）高k电介质薄膜制备研究与集成薄膜电容探讨.pdf

浙江大学博士学位论文 摘要 随着无线通信的飞速发展，电子器件越来越朝着微型化、薄膜化、集成 化的方向发展，作为电路基本元件的电容也因此受到科技界的广泛关注。本 文主要对薄膜电容进行研究，研究工作从两个方面展开：a 以m o s ( m e t a l o x i d e s e m i c o n d u c t o r ) 结构栅电容为应用背景的高介电常数电介质薄 膜的研究；b 基于m i m ( m e t a l i n s u l a t o r - m e t a l ) 结构和共面电极结构的集成薄 膜电容研究。 本文第一部分以溅射沉积s i o 。n y 、t i 0 2 等高k 电介质薄膜为研究主题， 研究了溅射工艺对薄膜成分、结构的影响；并以m o s 电容栅介质为应用背景， 对薄膜电学性能进行了讨论。取得了如下研究成果： 1 研究了0 2 n 2 a r 混合气氛中s i o x n y 薄膜的反应溅射沉积。通过对反应 溅射机理研究和建模分析，找出了反应气体流量配比同溅射速率、薄膜成分 间的关系；据此结合溅射系统的实际条件，确定了由1 0 s c c m 氮气和9 5 s c c m 氩气组成预置气体流量，再通过微调氧气流量对s i o x n v 薄膜成分进行有效控 制。这一混合气体控制方案实现了低温条件下溅射速率和成分控制之间的较 好协调，在5 0 0 w 射频功率下s i o x n 、，薄膜的平均溅射速率达到1 5 n m m i n ，并 实现了对薄膜成分( 氧原子比o ( o + u ) 约0 3 0 8 ) 和介电常数( 4 3 6 7 ) 的有效控 制。实验结果优于现有报道的水平，相关成果已发表在s c i 英文期刊上。 2 系统研究了工艺条件对t i 0 2 薄膜晶格结构的影响。研究表明，衬底温 度影响薄膜结构，随着衬底温度的提高，薄膜逐步从锐钛矿相结构向热稳定 性更好的金红石相为主的结构转变；溅射功率和溅射气压则通过影响衬底的 离子流轰击强度作用于薄膜结构，轰击强度的增大也有助于金红石相比重的 提高，但离子流轰击强度对薄膜晶格结构的影响是非线性的，溅射功率和气 压增大到一定程度后，金红石结构的生长反而受到了抑制。文中同时研究了 后续退火对t i 0 2 薄膜晶格结构的影响。薄膜的介电常数基本上是和金红石相 的含量成正比的，当薄膜制备工艺( 包括沉积和退火) 倾向于促进薄膜的金红石 结构生长时，介电常数会有相应的提高。所采取的制备条件有效地将t i 0 2 薄 膜介电常数控制在3 肚8 0 以内。 3 根据上述研究，以m o s 电容栅介质为应用背景，系统研究了t i 0 2 、 t i 0 2 s i 0 2 、t i 0 2 s i o x n v 等不同结构电介质的电学性能。t i 0 2 s i 0 2 、t i 0 2 s i o x n v 结构栅介质的漏电流分别比单纯t i 0 2 作栅介质时降低了5 0 和7 0 ，同栅介 质电荷相关的栅压偏移量也减少了l v 以上，说明了层叠结构中s i 0 2 、s i o x n v 等人工界面层在改善电学质量方面的作用。而同s i 0 2 相比，s i o x n v 作界面层 时栅介质电荷密度更低( 栅压漂移量减d , t0 2 v 左右) ，积累态电容值也高出 浙江大学博十学位论文 了1 7 ，但界面电学质量却是前者更具优势，我们认为这主要源于不同界面 层作用下t i 0 2 层的不同扩散程度。s i o 。n v 中的n 成分在抑制t i 0 2 层扩散方 面的作用更显著，栅介质电荷密度因而更低，但n 成分导致的界面化学键过 约束状态则使得界面质量略显不足。这一区别也反映在漏电机制上，t i 0 2 s i 0 2 的漏电机制倾向于体缺陷主导的p o o l e f r a n k e l 机制，而t i 0 2 s i o x n 、，的漏电机 制倾向于界面缺陷主导的s c h o t t k e ye m i s s i o n 机制。总体而言，t i 0 2 s i o 。n 。 结构栅介质的综合性能更佳，有较好的发展前景。这一系统性研究工作对t i 0 2 等高k 电介质薄膜的应用有重要意义。 本文第二部分研究了基于m i m ( m e t a l i n s u l a t o r - m e t a l ) 结构和共面电极结 构的集成薄膜电容，相关研究成果如下： 1 在陶瓷基片上制备了m i m 结构集成薄膜电容，并研究了后续退火和偏 压溅射对电容性能的影响。沉积后退火处理可以减少由粗糙衬底和沉积工艺 造成的孔洞、缺陷及不连续状态，从而增大绝缘强度，减小电导损耗机制作 用下的损耗因子。退火后电容最高击穿场强在1 07 v m 以上，5 m h z 下损耗因 子在0 0 1 以下，但过度的热处理却破坏了原有的连续膜层，导致电容电学性 能的恶化。偏压溅射通过高能离子轰击促进介质膜致密度的提高，改善电容 性能。但离子轰击也导致了薄膜缺陷密度的增大，出现了电导损耗和弛豫损 耗共同作用的损耗机制。强度过大的偏压溅射还可能造成破坏型离子轰击和 衬底反溅，加剧电容性能的恶化。偏压溅射后电容击穿场强也可达到1 07 v m ， 5 m h z 下损耗因子在0 0 1 5 左右，并具有在线增强的优势。 2 叉指电容和分形电容是新近出现的电容结构，本文分别从理论设计和 实验制备两个方面对这两种新型共面电极结构的平面电容进行了探索性的研 究。以保角变换为基础的静态电容提取解析法研究表明，影响叉指形电容静 态电容值的主要因素是叉指电极长度，增大电极宽度电极间距比( 宽距l t ) 也有 助于电容密度的增大。而以叉指结构为基础的分形电容，其静态电容值的提 高也需要对叉指电极长度、宽距比等因素进行协调；仿真分析和去耦测试研 究表明，影响叉指电容高频特性的主要因素是电极宽距比，增大电容宽距比 后，电极间距相对减小，电极间的耦合增大，相应的寄生电感也增大。分形 结构可以在保证电极间距( 同电极工艺精度直接关联的参数) 不变的情况下，改 善电容的高频性能；本文还创造性的采用激光刻蚀工艺在2 0 m m * 3 0 m m 陶瓷 片上成功制备了分形结构为主的平面电容，电容值在l 7 p f 之间，容性阻抗 维持频率在2 5 g h z 以上，显示了较好的可调性和高频特性，这一探索性研究 为设计制备高频电容提供了一种新的途径。 关键词：高k 电介质薄膜、氮氧化硅、二氧化钛、集成薄膜电容、反应溅射 中图分类号：t b 4 3 、t n 6 0 3 5 、t n 3 0 4 0 5 5 、t n 4 5 1 浙江大学博士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n ，t h ea d v a n c e m e n to f e l e c t r o n i cd e v i c e si sh e a d i n gm o r ea n dm o r ei nt h ed i r e c t i o n so fm i n i a t u r i z a t i o n t h i n f i l mb a s e da n di n t e g r a t i o n ，a g a i n s tt h i sb a c k g r o u n d ，t h i n - f i l mc a p a c i t o r sh a v e a t t r a c t e dw i d e s p r e a di n t e r e s ti nt h es c i e n t i f i ca n dt e c h n o l o g i c a lc i r c l e s t h e r e s e a r c hi nt h i st h e s i si st h i n - f i l mc a p a c i t o r sr e l a t e d a n di ti sp e r f o r m e di nt h i st w o f i e l d s ：a r e s e a r c ho fh i g l l kd i e l e c t r i cf i l m sf o rm o sg a t ed i e l e c t r i ca p p l i c a t i o n s ；b r e s e a r c ho fi n t e g r a t e dt h i nf i l m sc a p a c i t o r sb a s e do nm i ms t r u c t u r ea n dc o p l a n a r e l e c t r o d e ss t r u c t u r e t h ef i r s tp a r to ft h i st h e s i sf o c u so nt h ed e p o s i t i o no fs i o 二n v 、t i 0 2d i e l e c t r i c f i l m s t h ei n f l u e n c e so fs p u t t e r i n gt e c h n o l o g i e so nt h ef i l m s c o m p o s i t i o na n d s t r u c t u r e sa r es t u d i e d 。a n dt h ef i l m s e l e c t r i c a lp r o p e r t i e sa r ea n a l y z e dw i t ht h e b a c k g r o u n do fm o sg a t ed i e l e c t r i ca p p l i c a t i o n s n l em a i nr e s u l t so ff i r s tp a r ta r e l i s t e da sf o l l o w s ： 1 r e a c t i v es p u t t e r i n go fs i o x n yf i l m si nt h e0 2 n 2 a fm i x e da t m o s p h e r ew a s s t u d i e d b ys t u d y i n gt h et h e o r e t i c a lm o d e lf o rd o u b l er e a c t i v eg a s e ss p u t t e r i n g p r o c e s s ，t h ei n f l u e n c e so fr e a c t i v eg a s e ss u p p l yo nt h es p u t t e r i n gr a t e sa n df i l m s c o m p o s i t i o n sa r ec h a r a c t e r i z e d a c c o r d i n gt ot h ec o n d i t i o no fs p u t t e r i n gs y s t e m ， t h ef i n a ls e l e c t e ds p u t t e r i n ga t m o s p h e r ef o rs i o x n yi st h em i x t u r eo faf i x e dn 2 f l o wo f1s c c ma n da na rf l o wo f9 5s e e m w h i l eav a r i a b l e0 2f l o wi su s e df o rt h e c o n t r o lo ff i l m s 、c o m p o s i t i o n n l ea v e r a g es p u t t e r i n gr a t ew a sl5 n m m i n w h i c hi s al e a d i n gl e v e lc o m p a r i n gt oo t h e rr e p o r t s f u r t h e r m o r e t h ed i e l e c t r i cc o n s t a n to f t h ed e p o s i t e ds i o x n 、，c a nb ee f f e c t i v e l yc o n t r o l l e db e t w e e n4 3 6 7a n dt h er a t i o o fo x y g e na t o m sc a i lb ec o n t r o l l e db e t w e e n0 3 o 8 ，s u g g e s t i n gat r a d e - o f f b e t w e e nd e p o s i t i o nr a t ea n df i l m sc o m p o s i t i o nc o n t r o lh a sb e e na t t a i n e d 2 s y s t e m a t i cs t u d i e sh a v eb e e nm a d ea st ot h ei n f l u e n c e so ff a b r i c a t i o n c o n d i t i o n so nt h es t r u c t u r e so ft i 0 ，f i l m s s u b s t r a t et e m p e r a t u r ei n f l u e n c e st h e f i l m s s t r u c t u r et h r o u g ha f f e c t i n gn u c l e a t i o ns i t e se n e r g i e s i ti ss h o w e dt h a tt h e t i 0 2f i l m sc a ne a s i l yt r a n s f o r mf r o mt h ea n a t a s es t r u c t u r ei n t ot h em o r es t a b l e r u t i l ep h a s ew i t ht h ei n c r e a s eo fs u b s t r a t et e m p e r a t u r e s p u t t e r i n gp r e s s u r e sa n d p o w e ri n f l u e n c et h ef i l m s s t r u c t u r et h r o u g ha f f e c t i n gt h es u b s t r a t eb o m b a r d m e n t e n e r g yd u r i n gd e p o s i t i o n 1 1 1 ei n c r e a s eo fb o m b a r d m e n te n e r g yc a na l s o l e a dt o i n c r e a s e dp r o p o r t i o no fr u t i l ep h a s e b u tt h ei n f l u e n c eo fb o m b a r d m e n te n e r g y s e e m st ob en o n l i n e a r a f t e rt h es p u t t e r i n gp o w e ro rp r e s s u r ew a si n c r e a s e dt oa n e x c e s s i v ev a l u e t h eg r o w t ho fr u t i l ep h a s ew i l lb e c o m es u p p r e s s e d t h ei n f l u e n c e o fa n n e a l i n gw a sa l s os t u d i e d b o t ht h ei n v e s t i g a t i o na st ot h es p u t t e r i n ga n d a n n e a l i n gc o n d i t i o n ss u g g e s t e dt h a t 谢t ht h ep r o m o t i o no fr u t i l eg r o w t h ，ah i g h e r d i e l e c t r i cc o n s t a n tc a nb ee x p e c t e d a n dt h ea d o p t e df a b r i c a t i o nc o n d i t i o n sh a v e i i i 浙江大学博士学位论文 e f f e c t i v e l yc o n t r o l l e dt h ed i e l e c t r i cc o n s t a n tb e t w e e n3 0 - 8 0 3 n ee l e c t r i c a lp r o p e r t i e so ft i 0 2 、t i 0 2 s 1 0 2 、t i 0 2 s i o x n 、，d i e l e c t r i cf i l m s a r ec o m p a r a t i v e l ys t u d i e dw i t ht h eb a c k g r o u n do fm o s g a t ed i e l e c t r i ca p p l i c a t i o n s c o m p a r e dt ot i 0 2 ，t i 0 2 8 i 0 2a n dt i 0 2 s i o x n 、，e x h i b i t5 0 a n d7 0 l o w e r l e a k a g ec u r r e n t ，a n dt h eg a t ed i e l e c t r i cc h a r g e sr e l a t e do f f s e t sh a v eb e e nr e d u c e d b yl a r g e rt h a niv , s u g g e s t i n gt h ee f f e c t so fs i 0 2 、s i o x n yi n t e r f a c i a ll a y e rf o rt h e i m p r o v e m e n to fe l e c t r i c a lp r o p e r t i e s f u r t h e r m o r e ，s i o x n yi n t e r f a c i a ll a y e rc a n l e a dt ol o w e rd i e l e c t r i cc h a r g ed e n s i t yt h a ns i o ，d o e s ( t h eo f f s e ti sr e d u c e db y a b o u t0 2v ) ，a n d17 h i g h e rc a p a c i t o rv a l u ea ta c c u m u l a t i o ns t a t e b u tt h es i 0 2 l a y e ri sb e t t e ra st ot h ei n t e r f a c i a le l e c t r i c a lp r o p e r t i e s n l e s ed i f f e r e n c e sm a yh a v e b e e nr e s u l t e df r o mt h ed i f f e r e n td i f 如s i o ne x t e n t so ft i o ，t h ep r e s e n c eo fn i t r o g e n c o m p o n e n ti ns i o x n vf i l mc a ne f f e c t i v e l yr e s t r a i nt h ed i f f u s i o no ft i 0 2 a sar e s u l t , t h ec o r r e s p o n d i n gd i e l e c t r i cc h a r g e sd e n s i t yi sl o w e r b u tt h en i t r o g e nr e l a t e d o v e r - c o n s t r a i n e ds t a t ea tt h ei n t e r f a c ea l s or e s u l t e di nt h el o w e ri n t e r f a c i a l e l e c t r i c a lp r o p e r t i e s t h i sd i f f e r e n c ec a na l s oa f f e c tt h em e c h a n i s mo fl e a k a g e c u r r e n ti nt h ed i e l e c t r i cf i l m s t h em e c h a n i s mi nt i 0 2 s i 0 2l e a nt o w a r d st h eb u l k d e f e c ts t a t e sr e l a t e dp o o l e f r a n k e lm e c h a n i s m ，w h i l et h em e c h a n i s mi n t i 0 2 s i o x 】n 、，l e a r lt o w a r d st h ei n t e r f a c i a ld e f e c ts t a t e sr e l a t e ds c h o r k e ye m i s s i o n m e c h a n i s m o nt h ew h o l e ，t i 0 2 s i o 。n vs t r u c t u r ed i e l e c t r i cf i l m sh a v ee x h i b i t b e r e rc o m b i n a t i o np r o p e r t i e sa n de n c o u r a g i n gp r o s p e c tf o rf u t u r ed e v e l o p m e n t t h i ss y s t e m a t i cs t u d yi si m p o r t a n tf o rt h ed i s s e m i n a t i o no ft i 0 2d i e l e c t r i cf i l m s a p p l i c a t i o n t h es e c o n dp a r to ft h i st h e s i ss t u d i e dt h ei n t e g r a t e dt h i nf i l mc a p a c i t o rb a s e d o nm i ms t r u c t u r ea n dc o p l a n a re l e c t r o d e ss t r u c t u r e t h ec o r r e s p o n d i n gr e s u l t sa r e l i s t e da sf o l l o w s 1 m i ms t r u c t u r ei n t e g r a t e dt h i nf i l mc a p a c i t o r sw e r ef a b r i c a t e do nt h e c e r a m i cs u b s t r a t ea n dt h ei n f l u e n c e so fp o s td e p o s i t i o na n n e a l i n ga n db i a sv o l t a g e s p u t t e r i n go nt h ec a p a c i t o rp r o p e r t yw e r es t u d i e d p o s td e p o s i t i o na n n e a l i n gc a n r e d u c et h ev o i d s 、d e f e c t sa n du n c o n t i n u a ls t a t e sr e s u l t e df r o mt h ec o a r s es u b s t r a t e a n dt h ed e p o s i t i o nt e c h n o l o g i e su s e d t h e r e b yi n c r e a s et h ei n s u l a t i n gs t r e n g t ha n d d e c r e a s et h ec o n d u c t a n c er e l a t e dl o s sf a c t o r b u te x c e s s i v ea n n e a l i n gc a na l s o d e s t r o yt h ed i e l e c t r i cf i l m sa n dl c a dt ot h ed e t e r i o r a t i o no fe l e c t r i c a lp r o p e r t i e s a f t e ra n n e a l i n g t h eb r e a k d o w nf i e l do fa n n e a l e dc a p a c i t o r sc a nb el a r g e rt h a n 101 v m a n dl o s sf a c t o ra t5 m h zi sl e s st h a n0 01 t h eb i a s v o l t a g es p u t t e r i n gc a n i m p r o v et h ef i l m s 、c o m p a c t n e s sv i ae n e r g e t i cb o m b a r d m e n t t h e r e b ye n h a n c et h e c a p a c i t o r s p r o p e r t i e s b u te n e r g e t i cb o m b a r d m e n ta l s oi n c r e a s et h ed e n s i t yo f d e f e c t s w h i c ht h e nl c a dt ot h el o s sm e c h a n i s mr e l a t e dw i t hb o t hc o n d u c t a n c ea n d d i s p e r s i v er e s p o n s e f u r t h e r m o r e ，e x c e s s i v e b i a s s p u t t e r i n g c a na l s o b r i n g d e s t r u c t i v eb o m b a r d m e n ta n dr e s p u t t e r i n go nt h es u b s t r a t e w h i c ht h e nl c a dt ot h e d e t e r i o r a t i o no fi n s u l a t i n gp r o p e r t i e s b i a s v o l t a g e s p u t t e r i n gp o s s e s s e s t h e i v 浙江大学博士学位论文 a d v a n t a g eo fr e a lt i m ee n h a n c e m e n t a f t e rt h ee n h a n c e m e n to fb i a s v o l t a g e s p u t t e r i n g t h eb r e a k d o w nf i e l do fo b t a i n e dt h i nf i l mc a p a c i t o r sr e a c h e d107 v m , a n dl o s sf a c t o ra t5 m h zi sa b o u t0 0 15 2 i n t e r d i g i t a lc a p a c i t o r sa n df r a c t a lc a p a c i t o r sa r en e w l yd e v e l o p e dc a p a c i t o r s t r u c t u r e s n l e o r e t i c a la n de x p e r i m e n t a ls t u d i e sa r eb o t hp e r f o r m e do nt h e s e c a p a c i t o r s c o n f o r m a lm a p p i n gb a s e da n a l y t i c a ls o l u t i o nw a su s e dt os t u d yt h e e x t r i c a t i o no fs t a t i cc a p a c i t o rv a l u e s i ti ss h o w e dt h a tt h em a i nf a c t o ri n f l u e n c i n g s t a t i ci n t e r d i g i t a lc a p a c i t o rv a l u ea r et h el e n g t ho fi n t e r d i g i t a le l e c t r o d e a n dt h e c a p a c i t o rd e n s i t yw i l la l s oi n c r e a s ea tal a r g e rr a t i oo fe l e c t r o d ew i d t ht og a p a st o t h ef r a c t a lc a p a c i t o r , i no r d e rt oa c h i e v eh i g h e rc a p a c i t o rv a l u e ，c o n c o r d a n t e b e t w e e ne l e c t r o d el e n g t ha n dt h er a t i oo fw i d t ht og a pi sa l s or e q u i r e d ； e l e c t r o m a g n e t i cs i m u l a t i o na n dd e c o u p l i n gm e a s u r e m e n t sa r eb o t ha d o p t e dt o a n a l y z et h eh i g h - f r e q u e n c yp r o p e r t i e so fp l a n a rc a p a c i t o r s i ti ss h o w e dt h a tt h e m a i nf a c t o ri n f l u e n c i n gh i g h - f r e q u e n c yp r o p e r t i e si st h er a t i oo fw i d t ht og a p ，a s t h er a t i oi si n c r e a s e d ，t h ee l e c t r o d e sg a pw i l ld e c r e a s e ，a n dal a r g e ri n d u c t a n c e p a r a m e t e rw i l l b ee x p e c t e d a f t e ra 1 1 f r a c t a ls t r u c t u r ei sb e n e f i c i a lf o rt h e i m p r o v e m e n to fh i 曲- f r e q u e n c yp r o p e r t i e s ；l a s e rt e c h n o l o g yw a sa d o p t e dt o f a b r i c a t ef r a c t a ls t r u c t u r ep l a n a rc a p a c i t o r so nt h e2 0 m m * 3 0 m mc e r a m i cs u b s t r a t e ， t h eo b t a i n e dc a p a c i t o rv a l u ei sb e t w e e n1 - 7 p f a n dc a p a c i t o rl i k ei m p e d a n c ec a n l a s tt oaf r e q u e n c yl a g e rt h a n2 5 g h z ，s u g g e s t i n gi t sg o o da d j u s t a b i l i t ya n d h i g h f r e q u e n c yp e r f o r m a n c e t h e s er e s u l t sh a v ep r o v i d e dan e wt e c h n o l o g yf o r t h e d e v e l o p m e n to fh i g hf r e q u e n c ya n dh i g hqc a p a c i t o r s k e yw o r d s ：h i g h - kd i e l e c t r i cf i l m s ，s i l i c o no x y n i t r i d e ，t i t a n i a ，i n t e g r a t e d t h i nf i l mc a p a c i t o r s ，r e a c t i v es p u t t e r i n g v 浙江大学博士学位论文 图目录 对应不同厚度s i 0 2 栅介质的漏电流栅电压关系图【2 】l d r a m 存储单元3 1 2 m o s 电容基本结构【4 1 一2 m o s 电容的工作状态( a 积累，b 耗尽，c 反型) 【4 1 3 不同状态下的m o s 电容计算5 1 3 典型的m o s 电容c v 特性曲线f 6 1 4 由栅介质电荷引起的电压漂移 6 】5 界面电荷导致的沿栅压轴向的延展f 6 1 5 n 型m o s 电容能带图f 1 1 6 氧化物栅介质介电常数同带隙之关系图f l l 】7 a t a s i o ，b t i s i o ，c z r - s i 0 系列化合物相图f 1 9 ，2 0 1 8 层叠结构栅介质的发展预n 11 】1 3 无源器件的集成 9 9 1 1 7 分立电容和集成电容问互联长度的比较 1 0 0 1 1 7 a 理想的真空电容器b 填充介电常数为g 之电介质的电容1 9 薄膜电容等效电路2 0 电介质的色散和损耗( 根据【1 18 1 绘制) 2 1 薄膜电容中孔洞分布模型图( 参考 1 2 3 所画) 2 l 电极间距减小后横向电通量的增大 1 2 5 1 2 3 薄膜沉积设备2 4 电学性能测试平台( k e i t h l e y4 2 0 0 ) 2 6 高k 电介质薄膜研究路线2 7 陶瓷基底上m i m 结构薄膜电容研究。2 7 共面电极平面电容研究路线2 8 图2 1反应溅射过程中阴极电压( 溅射速率) 随反应气体流量的变化曲线 1 2 7 3 0 图2 2 反应溅射过程中气体分压同气体流量的关系图 1 2 8 1 3 1 图2 3 由b e r g 基本模型得到的归一化溅射速率、沉积速率与反应气体流量 的关系曲线。d ：沉积速率；r ：溅射速率 1 2 8 1 。3 l 图2 4 双路反应气体条件下的反应溅射过程示意图3 2 图2 5 根据m a t l a b 仿真结果绘制得到的双路反应气体流量同溅射速率关系 图：；z i 图2 6 根据m a t l a b 仿真结果绘制的反应气体流量l g ( q dq n ) 同s i o x n y 氧原子 比 的关系图3 5 图2 7 不同预置n 2 流量条件下靶材自偏压随氧气流量的变化曲线镞3 6 i x o l 2 3 4 5 6 7 8 9 o 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 l l 1 1 1 2 2 2 2 2 图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图 浙江大学博士学位论文 图2 8s i o x n 。薄膜的f t i r 谱3 8 图2 9f t i r 谱升缩模式特征峰位置及半高宽随氧氮气流比例的变化曲线3 9 图2 1 0 不同反应气体组合条件下溅射得s i o x n v 薄膜对应的m o s 电容c v 曲线图4 0 图2 1 1不同溅射气压下制得的t i 0 2 薄膜r a m a n 谱( 1 0 p a 后气压的增加来源 于0 2 ) 4 2 图2 1 2不同衬底温度下制得的t i 0 2 薄膜r a m a n 谱4 3 图2 1 3不同射频功率下制得的t i 0 2 薄膜r a m a n 谱4 4 图2 1 4 经过不同温度退火处理的t i 0 2 薄膜x r d 谱4 5 图2 1 5 a l t i 0 2 s i o x n y s i 结构m o s 电容断面结构图4 6 图2 1 6t i 0 2 s i 0 2 s i 结构的s i m s 成分分析【6 6 】4 8 图2 1 7 各结构m o s 电容的电容电压( c v ) 特性曲线4 9 图2 1 8 不同结构栅介质( m o s 电容) 的电流电压( i