氮气体积流量对磁控溅射氮化硅薄膜性能的影响

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磁控溅射法制备氮化硅薄膜具有工艺简单、粉尘少等优点,氮化硅薄膜在微电子机械系统(MEMS)领域中可用作腐蚀掩蔽层和力学结构层。以氮化硅为靶材、高纯氮气为反应气体,采用射频磁控溅射法在硅衬底上制备氮化硅薄膜,在射频功率150 W、偏压150V、工作气压0.5 Pa、温度450℃、氩气体积流量60cm~3/min的条件下,随着氮气体积流量从0增加到25 cm~3/min,氮化硅薄膜的沉积速率先增大后减小,薄膜的压应力从1.38 GPa逐渐减小到672.2 MPa。沉积的氮化硅薄膜在质量分数为10%的HF溶液中的腐蚀速率从20.1nm/min减小到5.9 nm/min,在80℃、质量分数为40%的KOH溶液中的腐蚀速率从26.8 nm/min减小到1.3 nm/min。随着氮气体积流量增加,薄膜更为致密,缺陷减少,可应用于红外光源、流量传感器等MEMS器件中作为绝热层或者钝化层。
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