论文部分内容阅读
氮化硅薄膜由于具有耐磨性好、机械强度高、绝缘性好并能够抗碱金属离子、水汽的侵蚀而被广泛用于半导体器件的钝化层、介质层及微结构器件的结构支撑层。等离子增强化学气相沉积(PECVD)法薄膜制备技术由于具有沉积温度低、台阶覆盖能力强、工艺重复性高等优点而被作为半导体薄膜制备工艺中常用的方法之一本文研究了低频(380KHZ) PECVD工艺参数中工作气压和射频功率对氮化硅薄膜折射率、密度以及残余应力的影响规律,同时测试了不同工艺条件下薄膜的红外光谱以分析工作气压和射频功率对薄膜成分的影响,并对各工艺参数(包括反应气体流量比(SiH4/NH3)、射频功率、反应气压、衬底温度)对氮化硅薄膜介电常数的影响进行了详细研究;为改善氮化硅薄膜性能,对所沉积氮化硅薄膜进行了真空退火处理,测试了退火前后氮化硅薄膜厚度、折射率及在氢氟酸溶液中的腐蚀折射速率。实验结果表明,PECVD氮化硅薄膜折射率随射频功率减小和工作气压增大而增大,而其密度刚好与折射率的变化规律相反,密度随射频功率减小和工作气压增大而减小,PECVD氮化硅薄膜的残余应力变化规律与其密度变化规律保持一致,这说明PECVD氮化硅薄膜残余应力与PECVD氮化硅薄膜的密度有着直接的关系;PECVD氮化硅薄膜介电常数受反应气体流量比、功率及衬底温度的影响较大,而反应气压对氮化硅薄膜介电常数影响最小,真空退火后PECVD薄膜厚度变化与薄膜沉积工艺条件相关,而不同工艺参数所沉积薄膜的折射率在退火后均有所增加,同时薄膜在氢氟酸中的腐蚀速率在退火后大大降低。结合退火前后氮化硅薄膜的红外透射谱对以上实验结果进行了深入分析。