基于PECVD技術的氮化硅薄膜應力優(yōu)化研究.pdf

1、在超大規(guī)模集成電路和微機電系統(tǒng)(MEMS)領域中，等離子體輔助化學氣相沉積法(PECVD)是一種常用薄膜制備技術，具有淀積溫度低、均勻性好、臺階覆蓋性強的優(yōu)點。 然而，由于沉積環(huán)境和生長過程的影響，薄膜類材料均難以避免應力的存在。與半導體組件不同的是，MEMS領域中的薄膜微懸臂結構需要對其下面的犧牲層進行刻蝕，以使微結構能夠懸空。因此，當存在于薄膜中的應力得已釋放時，會導致微懸臂結構產生彎曲等結構形變。對于用作鈍化保護的掩膜來說

2、，當薄膜內部存有一定的大應力時，則會引起異質結界面晶格失配，不良的界面態(tài)，界面陷阱等缺陷，嚴重影響到掩膜的鈍化效果，損害器件的性能。而用作絕緣層的薄膜，若薄膜內部應力較大，就會使器件的直流特性上反映出跨導變小，正反向擊穿特性變差，嚴重時會直接導通，致使器件報廢。 本論文是基于PECVD技術制作低應力氮化硅薄膜方面的研究。首先，從PECVD氮化硅薄膜成膜機理出發(fā)，結合應力成因，從等離子場、溫度場角度系統(tǒng)地分析了工藝參數和沉積設備對

3、氮化硅薄膜沉積現象和應力的影響。接著，從實驗研究出發(fā)，探討了沉積工藝參數與氮化硅薄膜應力之間的聯系。結果表明：適當地調整沉積參數，可使氮化硅薄膜應力控制于200MPa以下。射頻功率越小，SiH<,4>與NH<,3>影響的薄膜Si/N比越接近標準化學計量比(Si/N：0.75)，載氣體N<,2>和反應壓強調節(jié)的等離子狀態(tài)越恰當，沉積溫度影響的表面擴散率越充分，則氮化硅薄膜應力就越小。 此外，本文還對低應力氮化硅薄膜作為結構層、鈍化