掺氮氟化类金刚石(FN-DLC)薄膜是一种基于传统的类金刚石薄膜(DLC)和氟化非晶碳(a-C：F：H)薄膜的改性材料。结合了DLC和a-C：F：H薄膜的优良性能，如高硬度、低摩擦系数、导热、电绝缘、透光、紫外强吸收、低介电常数以及良好的化学稳定性和生物相容性等，能广泛应用于机械、电子、化学、军事、航空航天、生物医学等领域。 本文利用射频等离子体增强化学气相沉积法(RF-PECVD)，以CF4、CH4和N2为反应气体，Ar为工作气体，在不同工艺参量下制备了FN-DLC薄膜样品，并进行了退火处理。利用俄歇电子能谱仪(AES)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、x射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和x射线光电子能谱仪(XPS)等对薄膜的键结构和组分进行了表征。利用椭偏仪(Ellip)测量薄膜的厚度，用接触角测量仪测量薄膜与液体的接触角，用绝缘电阻测试仪测量薄膜绝缘电阻、用西林电桥测量了薄膜的电容、用紫外-可见光分光光谱仪(UV-VIS)测量薄膜透过率。着重研究了射频功率、沉积温度、流量比和退火温度等主要工艺参量对薄膜的键结构和物理性能的影响。在FN-DLC薄膜应用探索上，本文利用射频反应磁控溅射法制备了Cu3N薄膜，利用光刻办法，得到Cu/FN-DLC互连线/电介质材料，并简略地分析了其性质；利用Film Wizard(TM)光学模拟软件，初步探讨了FN-DLC/Ag/FN-DLC光学多层膜的光学性质。 研究结果表明： 1.制备的薄膜样品属类金刚石结构。随着沉积功率和温度的增大，薄膜内CFx(x=1，2,3)的含量减少，sp2的相对含量增加。而随着流量比 r0(r0=CF4/[CF4+CH4+N2])增加，薄膜内F含量增加，sp3的相对含量减少。氮成功地掺入薄膜中，出现了C-N、C=N和C≡N键结构，形成β-C3N4和a-CNx结构成分。低功率、低温度沉积的薄膜，表面均匀致密、缺陷少、光洁度好。退火之后，薄膜表面趋于平坦，但薄膜变得疏松，薄膜内空洞增加。 2.通过掺氮和改善工艺，制备的薄膜样品稳定温度达到350℃。氮气流量增大，薄膜生长速率降低，但增强了薄膜的稳定性。高温度、高功率下沉积的薄膜，热稳定性好，粘附性增强。退火后，薄膜内H的含量减少，内应力变小，薄膜的粘附性和稳定性增强。低沉积温度和中间功率利于提高薄膜的生长速率，薄膜硬度大。 3.薄膜的介电常数在2.0左右，它与膜内F的含量及其键合方式有关。膜内F的含量高，且膜内基团[CF+CF3]/CF2值比较大时，薄膜的介电常数小。在工艺上，主要与流量比r0有关，高流量比r0制备的薄膜介电常数小，降低沉积温度和功率也可使薄膜介电常数减小。 4.薄膜的光学带隙决定于薄膜内σ键及π键的带边态密度，即取决于膜内F、C=C基团的含量。F的相对含量增加，C=C基团的相对减少，薄膜内σ键含量增加，π键的含量相对降低，即薄膜内sp2C杂化结构的相对减少，σ-σ*带边态密度增大，光学带隙增大。反之，薄膜的光学带隙越小。 5.薄膜内F的相对浓度增加，极化强度减小，与水的浸润性变差，接触角增大。薄膜表面粗糙度增大，接触角增大。在工艺上，沉积温度、功率减小，或气体流量比增加，都不利于水的浸润，接触角增大。 6.利用Cu3N薄膜光刻铜线，制备Cu/FN-DLC互连线/电介质层；采用计算机光学模拟得出了FN-DLC/Ag/FN-DLC光学多层膜的最佳厚度。对ULSI系统材料和光学多层膜的研究有十分重要的参考价值。