PECVD工艺参数及退火对氮化硅薄膜性能的影响.pdf

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1、分类号密级UDC学位论文PECVD工艺参数及退火对氮化硅薄膜性能的影响（题名和副题名）柳聪（作者姓名）指导教师姓名蒋亚东教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请学位级别硕士专业名称光学工程论文提交日期2012.4论文答辩日期2012.5学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2012年月日注1注明《国际十进分类法UDC》的类号万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果

2、，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据万方数据摘要摘要氮

3、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

4、、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

5、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。关键字：氮化硅薄膜，真空退火，腐蚀速率，红外透射谱，介电常数,折射率I万方数据ABTRACTABSTRACTBecauseofitsanti-wearing,highmechanicalstrength,goodinsulation,andstrongabilitytoresisit

6、ancetoalkalimetalionsandwatererosion,siliconnitridethinfilmsareusedaspassivationlayers,dielectriclayersandsupportlayersinMEMS.Plasmaenhancedchemicalvapordeposition(PECVD)isusedasoneofthecommonlyusedmethodsfordepositingthinfilmsduetoitslowdepositiontemperature,goodstepcovera

7、gecapabilityandhighprocessrepeatability.Influencesofpressureandpoweronrefractiveindex(RI),densityandstressofsiliconnitridefilmspreparedbylowfrequency(380KHZ)PECVDwerethoroughlystudied.Atthesametime,Fouriertransforminfraredspectrometry(FTIR)wereemployedtoanalyzethinfilm’scom

8、ponentsunderdifferentpreparationconditions.Andthenthedielectricconstantsofsiliconn