等离子体淀积氮化硅膜的含氢量分析

采用弹性反冲法分析等离子体淀积氮化硅薄膜中的氢含量,并结合运用RBS和核反应~(16)O(d,p)~(17)O法给出了氮化硅膜中硅、氮组分比及杂质氧的含量。文中指出了基体温度从室温到560℃范围变化时,氮化硅膜的硅、氮、氢组成比例的变化,及与其它特性(折射率、密度、腐蚀速率)的相关性。     

流量及温度对低频PECVD氮化硅薄膜性能的影响

研究了低频等离子增强化学气相沉积(LF-PECVD)工艺中气体流量比和衬底温度对氮化硅薄膜折射率、密度及应力的影响规律,同时测试了薄膜的红外光谱以分析不同条件对薄膜成分的影响.结果表明,低频氮化硅薄膜折射率主要受薄膜内硅氮元素比的影响,其次是薄膜密度的影响.前者主要由硅烷/氨气反应气体流量比决定,而后者主要由衬底温度决定;低频氮化硅薄膜应力大致与密度成正比关系.此外,PECVD工艺所制备氮化硅薄膜都含有相当数量的氢元素,而衬底温度是薄膜内氢含量的决定因素.     

氮化硅、二氧化硅介质膜中氢含量的分析

以等离子化学汽相、低温沉积氮化硅、二氧化硅时,氢以Si-H键、Si-OH键或N-H键的形式存在于膜层中。氢的含量对膜层的结构、腐蚀速率、应力、折射率、防潮、抗划痕等性质都会产生明显的影响。近年来,用红外吸收(透过)光谱、红外多次反射光谱、傅里叶转换红外光谱、二次离子质谱、核实验技术等测定膜层中氢的含量,国外已有不少报导。本文对以上分析方法进行了简要的综述。文中还介绍了应用傅里叶转换红外光谱测定300℃辉光放电淀积氮化硅膜层的氢含量,其结果均在3.6～7× 10~(21)H/cm~3,与核实验技术测定结果相吻合。     

背散射和核反应技术用于氮化硅薄膜分析

本文介绍了用背散射和核反应技术分析用LPCVD 方法制备的氮化硅薄膜的方法及其结果.本方法包括用背散射和沟道效应相结合的方法直接测量薄膜的氮、硅组分比例及其随深度的变化.该方法的特点是定量、非破坏性.分析结果表明:用LPCVD方法生长的氮化硅膜,氮与硅的组分比例与四氮化三硅相符合,组分比的深度分布均匀.上述方法与椭圆偏振测厚仪相结合还可以求得薄膜的密度。 本方法可用来分析半导体材料上生长的任何其它介质薄膜. 氮化硅薄膜中的氧含量是影响薄膜性质的另一个参数.用核反应~(16)O(d,p)~(17)O测量了用LPCVD方法制备的氮化硅薄膜中的氧含量.结果表明:薄膜中的氧含量为1.5％(相对于薄膜中的氮原子数).用核反应~(16)O(d,p)~(17)O分析氮化硅薄膜中氧含量的灵敏度在0.3％左右(相对于薄膜中的氮原子数).     

基板支撑梢对TFT栅界面SiN_x和a-Si成膜特性的影响

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制得氮化硅和氢化非晶硅薄膜,对PECVD设备中基板支撑梢区域的膜质进行了研究。结果显示基板支撑梢对氮化硅薄膜的影响是:基板支撑梢区域的膜厚(沉积速率)高于非基板支撑梢区域,氢含量及[SiH/NH]值高于非基板支撑梢;对氢化非晶硅薄膜的影响是:基板支撑梢区域的膜厚(沉积速率)小于非基板支撑梢区域,氢含量高于非基板支撑梢。并对成膜影响的机理进行了分析讨论。     

气相色谱法测定薄膜中氢含量

本文介绍用气相色谱法测定氮化硅膜,非晶硅膜,氮化硼膜中的总氢含量及不同温度下氢的热释放率。该方法灵敏度高,简便准确可靠,样品量少,并且不需作特殊处理,可进行定量测定。     

氮氧化硅膜的淀积与组成

用SiH_2Cl_2、N_20和NH_3混合气体、借低压化学汽相淀积(LPCVD)工艺在820℃下生长了氮氧化硅膜。整个膜的组成可通过调节N_2O/NH_3气体流量比来加以改变。淀积膜的卢瑟福背散射(RBS)及俄歇分析指出,整个膜的组成是均匀的,与衬底性质无关。这些氮氧化物膜的厚度和组成很容易用椭圆对称法进行测量;而其氧/氮比可从折射率值中准确地导出。据推断,在原子尺度范围内,LPCVD氮氧化物是均匀的,也就是,硅原子受到氧原子和氮原子的随机包围。因此,这种氮氧化物不是想象中的氧化硅和氮化硅的两相物理混合物。就温度-偏压应力状态下平带电压的漂移而言,发现氮氧化物膜在金属-氮氧化物-氧化物-硅结构中的稳定性随着氧含量的增加而改善。     

氮化硅的生长和特性

本文以研制MOS型不挥发性存储器件为目的,寻求氮化硅膜的生长条件。氮化硅膜是在600～660℃下以氮气为携带气体由硅烷和氨进行气相反应而生长出来的。作者对反应气体的组分和膜的生长速度、膜的化学和物理性质等有关问题作了研究。其结果表明氮化硅膜的生长速度随氨气浓度的增加而减少。而且通过腐蚀速度、紫外吸收光谱、电容-电压等特性的测定表明硅烷/氨气的流量比不同,膜的组分也产生变化。在膜的生长反应过程中,由于硅的析出和氨的分解反应同时进行,认为膜的组分将偏离化学组分。并发现生长温度愈高,生长速度愈小,膜的致密性愈好。用于MNOS存储器件中的稳定氮化硅膜是在反应气体流量比为:SiH_4:NH_3=3:4000的组分中生长并在氨气氛中进行热处理后生成的。     

低压化学汽相淀积氮化硅膜的成份和抗氧化能力的测定

本文介绍用低压化学汽相淀积(LPCVD)技术生长的氮化硅膜的组份及其抗氧化能力的测定.我们研究了SiCl_4-NH_3体系淀积的氮化硅膜.采用俄歇电子能谱仪(AES)和二次离子质谱仪(SIMS)测定膜的组份比和膜中的氧含量,特别是用(AES)法详细分析了氮化硅膜的抗氧化能力.     

用微波激活氮的低温淀积氮化硅

通过 SiH_4和微波激活(2.45千兆赫)而产生活化氮的反应淀积了氮化硅膜。根据 Arrhenius 图,对于350℃～150℃激活能是0.6千卡/克分子,而对于150℃～50℃是2.3千卡/克分子。当淀积温度低于150℃时,其膜是一种松散的结构,这就引起一个快的腐蚀速率。对于每个 R_P,由不同浓度 SiH_4生成的膜,其折射率有一个最大值,并且低于2。根据 I-R 测量,证明了用目前的方法生成的膜是氮化硅膜。在特殊的条件下,得到了氮化硅的准确的化学配比。萤光光谱分析指出,在淀积的时候,SiH_4在活化氮出现时容易分解为 Si 原子,而且 Si 原子和 N 原子以一种气体状态存在。     

PECVD氮化硅膜的微电子学特性

利用电子极化的劳伦茨-劳伦兹关系研究了PECVD氮化硅膜的组分(Si/N).生长条件的变化导致薄膜的Si/N比率千差万别.采取C-V测试和高温准静态离子电流测试对不同Si/N比率的氮化硅膜的微电子学特性进行了探讨.     

PECVD制备氮化硅薄膜的研究

采用PECVD法制备了氮化硅薄膜,探讨了沉积参数对氮化硅薄膜折射率的影响和衬底温度对氮化硅薄膜形貌和成分的影响规律。结果表明,不同的NH3流量可改变反应腔体内的氮硅比,对氮化硅的折射率,即减反射性能影响较大;衬底温度是影响氮化硅薄膜形貌和成分的主要因素;在衬底温度达到400℃时,形成了白色团状或岛状的氮化硅膜。     

氮化硅膜的氧化与氧氮化硅膜

自从1965年第一次成功地制备用于微电子学的氮化硅膜以来,对氮化硅膜的制备工艺、结构、性能、使用条件进行了广泛研究。研究最多的问题之一是氧对氮化硅膜的影响。从初期发现氮化硅膜对氧的掩蔽能力,到1968年以来对氧氮化硅膜的大量研究,从70年代对氮化硅膜的氧化性质的观测和探讨,到用各种粒子谱仪对氧沾污的直接分析等等,都是探讨氧对氮化硅膜的作用。 氧对氮化硅膜的作用,通常有两种不同的形式:一种是少量氧在氮化硅膜的形成过程中结合进氮化硅膜,改变膜层的理化性质。另一种是大量氧化剂在氮化硅的使用过程中与之发生由表及里的氧化反应。本文的目的是分别评价这两方面的研究结果。     

锑化铟红外探测器二氧化硅钝化膜中氢含量的分析

用氦离子前角反冲技术研究了等离子体增强化学气相淀积工艺制备的红外探测器二氧化硅钝化膜膜层内的氢含量、浓度以及氢分布的深度。结果表明,所测量的氢分布深度与椭偏法所测得膜厚结果是一致的,膜层中氢的含量随淀积时间的增加是非线性的、氢含量与浓度随淀积温度和射频功率密度的增加而减少。实验也表明了膜层的腐蚀速率与氢含量的关系。     

卧式热壁型PECVD设备

1、简介我公司研制的卧式PECVD设备专门应用于太阳能电池制造领域中氮化硅薄膜的淀积工艺。由于PECVD淀积氮化硅膜时,在生长氮化硅膜作为减反射膜的同时生成了大量的原子氢,这些氢原子不但具有表面钝化作用,同时可以很好的钝化硅中的位错、表面悬挂键,从而提高硅片中载流子迁移率,具有     

钝化层和铝电极浆料共烧结制备硅太阳能电池背电极

提出了一种新的硅太阳能电池背场结构及其形成方法,在硅片背面先制备一层氮化硅膜,然后再印刷背面铝电极,通过钝化层和铝电极浆料共烧结制备硅太阳能电池背场结构。在常规铝浆中添加易于同氮化硅反应的高活性玻璃粉,对比了钝化层厚度、玻璃粉种类和含量对氮化硅层的烧蚀效果以及对背电极硅片间接触电阻的影响。当铝浆中高活性玻璃粉添加量为质量分数4%,氮化硅厚度10 nm时,比常规铝浆在无钝化膜的硅片上制备的电池最高效率高出约0.26%。     

氮化硅膜的热氧化速率及其对硅氧化的掩蔽能力

在温度范围900℃～1100℃、水蒸汽分压范围0.25大气压～0.95大气压下,评价了氮化硅膜的热氧化。用椭圆法测量了氧化速率,将其结果与同时氧化的硅衬底的结果相比较。生长的氧化物膜与消耗的氮化物膜之厚度比,即转换率为1.64,且其上下波动不大。发现氧化过的氮化物的厚度x_n与t~(2/3)成正比,这里t是氧化时间。这个关系与提出的氧化模型是一致的。品质因素m定义为氮化硅膜的掩蔽能力。发现膜在低温和高水蒸汽分压下氧化时所得到的m值较大。     

离子束增强沉积氮化硅薄膜生长及其性能研究

用离子束增强沉积技术合成了氮化硅薄膜并研究了薄膜的组分、性能和结构.结果表明,离子束增强沉积生长的氮化硅薄膜的组分比,可借助于调节氮离子和硅原子到达率之比加以控制.在合适条件下生长的氮化硅薄膜,其红外吸收特征峰在波数为840cm~(-1)附近,光折射率在2.2到2.6之间,其组分为Si_3N_4用RBS、AES、TEM、SEM、ED及扩展电阻,测量和观察生成的氮化硅薄膜的组分深度分布及结构.发现,离子束增强沉积制备的氮化硅薄膜,存在着表面富硅层、氮化硅沉积层及混合过渡层这样的多层结构.薄膜呈球状或方块状堆积.基本上是无定形相,但局部可观察到单晶相的存在.离子束增强沉积制备的氮化硅薄膜中的含氧量比不用离子束辅助沉积的显著减少.     

简讯

本文系统地研究了在500℃下,在氢气中退火的硅—二氧化硅、硅—氮化硅及硅—二氧化硅—氮化硅界面处的界面态。二氧化硅、氮化硅、二氧化硅—氮化硅在500℃下在氢气中退火15分钟,所用气体必须经过分子筛干燥剂,使其水汽含量减到百万分之五以下。通入的氢气在热的钯(≈850℃)上面产生出原子氢或新生态氢,从钯管流出的氢气的一部分到达退火系统后,逐渐冷却到500℃,但决不能低于500℃。装钯的管子的输出端与退火系统间的距离约为8时,气体的流量速度保持在每分钟1立升左右,这时的线流速大约是20厘米/分,退     

LPCVD氮化硅薄膜工艺研究

氮化硅薄膜在半导体器件制造、薄膜加工、MEMS中有着广泛的应用。利用低压化学气相淀积（LPCVD）技术,在800℃温度下,不同的工艺气体流量比生成的氮化硅薄膜,其薄膜成份中的硅氮比会有不同,造成薄膜特性也不同。通过测试氮化硅薄膜在缓冲腐蚀液（BOE）中的腐蚀速率,来推定氮化硅所含硅氮成分,寻找出适合生产的最佳工艺条件。