快速热对ICP-CVD培养的Si基介电膜的影响

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 薄膜技术 薄膜技术
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 基于的薄膜对于微电子和光学设备至关重要.
• 了解化 (SiN),氧化 (SiO) 和氧化 (SiON) 薄膜的结构和光学特性对于设备的性能至关重要.
• 沉积方法和沉积后处理对薄膜特性有很大的影响.

研究的目的:

• 通过感应合等离子体化学蒸气沉积 (ICP-CVD) 沉积的SiN,SiO和SiON薄膜的结构和光学特性.
• 分析高温回火对这些薄膜的组成,结构和光学参数的影响.
• 为了确定Si基薄膜的微观结构,固态度和光学特性 (折射率,灭绝系数) 之间的关系.

主要方法:

• 在Si基板上沉积SiN,SiO和SiON薄膜,使用ICP-CVD与受控反应剂流速.
• 在阿贡 (Ar) 大气中,在1100°C下在3分钟内对沉积的薄膜进行化.
• 薄膜特性包括厚度,组成,晶体结构 (使用X射线衍射) 和光学特性 (折射率,灭绝系数) 的表征.

主要成果:

• 在特定的沉积条件下,在SiN和SiO薄膜中观察到富含Si的化合物,但在SiON薄膜中没有.
• 化导致SiO和SiN薄膜的厚度降低和结构变化,在SiN中形成纳米晶体Si和Si3N4相.
• 与SiO和SiN薄膜相比,SiON薄膜表现出对化诱导的结构变化的最高稳定性.
• 计算的光学参数与观察到的结构特征和既未沉积的,也未冷的薄膜的组成有很好的相关性.

结论:

• 与化和氧化薄膜相比,化薄膜在化过程中表现出优越的热稳定性.
• 该研究成功地将Si基薄膜的结构演变和组成变化与其光学特性相关联.
• 这些发现提供了宝贵的见解,通过控制沉积和回火过程,为特定应用量身定制Si薄膜的特性.