LPCVD和PECVD的新趋势

低压(LPCVD)和等离子体增强(PECVD)化学汽相淀积的新发展,目的在于使材料和制造技术满足小尺寸和表面形状复杂的VLSI电路提出的要求。用一种典型的新型CMOS结构作为一种参考系统,评价了LPCVD和PECVD工艺及设备发展的新趋势。     

LPCVD制备多晶硅薄膜的性能

对低压化学气相沉积(LPCVD)制备多晶硅薄膜的生长工艺与钝化性能进行研究,重点分析了沉积温度、硅烷体积流量和沉积时间对薄膜生长和钝化性能的影响。在590～635℃沉积温度内,多晶硅薄膜生长速率与沉积温度近似呈线性关系,钝化性能随着沉积温度的增加先变优再变差;在250～1 150 cm³/min硅烷体积流量内,多晶硅薄膜的生长速率与硅烷体积流量基本呈线性关系,当硅烷体积流量为1 150 cm³/min时,钝化性能明显变差;随着多晶硅薄膜厚度增加,钝化性能先变优后稳定。使用优化后的工艺制备多晶硅薄膜样品并对其进行测试,测试结果表明样品的隐性开路电压为749 mV,饱和电流密度为1.46 fA/cm²,钝化性能最佳。     

控制薄膜淀积的设备

美国Sycon仪器公司的STS-200型薄膜淀积厚度/速度控制仪具有用于多层复合晶体制备的9流程、99层程序设计。     

氮化硅薄膜的PECVD生长及其性能研究

采用ＰＥＣＶＤ法，反应温度为２５０℃，反应气体为ＮＨ３，ＳｉＨ４，在抛光硅片上沉积０．２～０．４μｍ厚的氮化硅薄膜。对这种Ｓｉ３Ｎ４薄膜的光学性能和电学性能进行了测试，其光学折射率为１．８７５，电阻率及击穿场强分别为８×１０１６Ω·ｃｍ及１×１０７Ｖ／ｃｍ，并用ＦＴＩＲ谱分析了薄膜的化学结构。     

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。     

LPCVD制备二氧化硅薄膜工艺研究

采用TEOS源LPCVD法制备了SiO2薄膜,采用膜厚仪对薄膜的厚度进行测试.通过不同条件下SiO2薄膜的厚度变化,讨论了TEOS源温度、反应压力及反应温度等工艺条件对淀积速率和均匀性的影响.结果表明,在40℃,50 Pa左右,淀积速率随TEOS源温度、反应压力基本呈线性增大.通过多次试验改进,提出了SiO2膜淀积的典...     

PECVD制备SiOx-SiNx薄膜的研究

首先使用工业型Direct-PECVD设备,采用SiH4和N2O制备了SiOx薄膜.针对Si太阳电池的应用,比较了SiOx薄膜在不同射频功率、气压、气体流量比和温度下的沉积特性,得出了最佳的沉积条件,这些沉积特性包括沉积速率、折射率和腐蚀速率.在该条件下沉积的SiOx膜均匀性良好、结构致密、沉积速率稳定,其性能满足了现阶段Si太阳电池对减反钝化层的光学和电学性能方面的要求.然后制备了SiOx-SiNx叠层减反钝化膜,并比较了SiO2与SiNx单层膜的减反和钝化效果,结果显示SiOx-SiNx叠层膜在不增加反射率的同时显著提高了Si片的钝化效果.     

PECVD SiN_x薄膜应力的研究

等离子增强化学气相淀积(Plasma-enhancedChemicalVaperDeposition,PECVD)SiNx薄膜在微电子和微机械领域的应用越来越重要.它的一个重要的物理参数——机械应力,也逐渐被人们所重视.本文研究了应力跟一些基本的淀积条件如温度、压力、气体流量等之间的关系.讨论了应力产生的原因以及随工艺条件变化的机理.通过工艺条件的合理选择,做出了0.8～1.0μm厚的无应力的PECVDSiNx薄膜     

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。     

PECVD制备非晶硅薄膜的研究

实验采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法在Si衬底上制备了非晶硅薄膜。研究了射频功率、PH3掺杂浓度等因素对薄膜电阻率以及应力的影响。实验结果表明,对于非掺杂非晶硅薄膜,当射频功率从15W增加到45W时,薄膜应力从张应力变化到压应力,在射频功率为35W时,应力几乎为零,应力绝对值先降低后增加,淀积速率随着射频功率的增加而增加;对于掺杂非晶硅薄膜,电阻率随着PH3掺杂浓度的增加而降低,当PH3流量从0cm3/min增加到12cm3/min时,薄膜掺杂效果明显,电阻率降低3个数量级,继续增加PH3流量,电阻率变化较小,而应力随着PH3掺杂浓度的增加而降低,当PH3流量超过12cm3/min时,应力有增加的趋势。     

快速热处理对PECVD氮化硅薄膜性能的影响

利用PECVD在硅片上沉积了氮化硅(SiNx)薄膜,将沉积膜后的样品放在N2气氛中进行快速热处理(RTP),研究了不同快速热处理对PECVD氮化硅薄膜件能的影响.采用原子力显微镜(AFM)检测薄膜的表面形貌,利用椭圆偏振仪测量样品膜厚和折射率,利用准稳态光电导衰减法(QSSPCD)测鼋样品的少子寿命.实验结果表明随着RTP温度的升高,薄膜厚度迅速减小,折射率迅速增大;低于500℃热处理时,少子寿命基本不变;高于500℃热处理时,随着温度的升高,少子寿命急剧下降.氮化硅薄膜经热处理后反射率基本不变.     

氮化硅支撑层薄膜的PECVD法制备及性能研究

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),在二氧化硅衬底(SiO2/Si(100))上成功制备了用于非致冷红外焦平面阵列微桥结构支撑层的氮化硅薄膜.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及原子力显微镜(AFM)研究了薄膜的微观结构和表面形貌;分别采用台阶仪、薄膜应力分布测试仪和快速退火炉等手段测试了薄膜的厚度均匀性,应力大小和耐温性能等参数.结果表明,制备氮化硅薄膜为非晶态,含有少量的氢,主要表现为Si-N键合;薄膜表面平整、致密,厚度不均匀性小于5%,具有107Pa的较低压应力,耐温性能较好.     

PECVD SiO2 薄膜内应力研究

研究了等离子体增强化学气相淀积(PWCVD)法生长SiO2薄膜的内应力.借助XP-2型台阶仪和椭偏仪测量计算了SiO2薄膜的内应力,通过改变薄膜淀积时的工艺条件,如淀积温度、气体流量、反应功率、腔体压力等,分析了这些参数对SiO2薄膜内应力的影响.同时讨论了内应力产生的原因以及随工艺条件变化的机理,对工艺条件的优化有一定参考价值.     

PECVD氮化硅薄膜制备工艺研究

氮化硅具有良好的介电特性(介电常数低、损耗低)、高绝缘性,高致密性的氮化硅对杂质离子有很好的阻挡能力.PECVD法工艺复杂,沉积过程的控制因素较多,沉积条件对介质薄膜的结构与性能有直接的影响.在PECVD淀积过程中必须对多个参数进行控制,因此,优化沉积条件是十分重要的.     

PECVD氮化硅薄膜钝化特性研究

采用江苏微导纳米装备科技有限公司生产的管式镀膜设备,使用PECVD的方法制备氮化硅(SiNx)膜,测试不同工艺温度,射频功率下氮化硅膜的钝化效果,得出最佳工艺条件为:工艺温度450～500℃,射频功率12000W,并在该工艺条件下制备正面膜厚80nm,背面膜厚60nm,折射率2.08-2.10的氮化硅膜,测试该参数下T...     

PECVD法制备的ZnO薄膜结晶性能的影响

报道了在等离子体作用下,以CO2/H2为氧源,Zn(C2H5)2为锌源,N2为载气,在Si(111)衬底上采用自行设计等离子体化学气相沉积(PECVD)装置来生长的ZnO薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电镜分别对不同衬底温度生长的薄膜样品进行了组成、表面和横截面的形貌表征,并且测试了薄膜的PL谱。研究结果表明,衬底温度直接影响薄膜的结晶质量。随衬底温度的升高,ZnO薄膜的结晶取向性开始增强,晶粒尺寸增大。在衬底温度约为450℃时,生长的ZnO薄膜有很强的择优取向性。     

真空退火对低频PECVD氮化硅薄膜性能的影响

研究了真空退火温度对不同流量比工艺参数下PECVD氮化硅薄膜性能的影响,测试了退火后氮化硅薄膜厚度、折射率以及在氢氟酸中的腐蚀速率。结果表明,退火后氮化硅薄膜厚度及折射率变化与薄膜沉积工艺条件有关,而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测试结果进行了讨论。     

LPCVD氮化硅薄膜的室温可见光发射

在4.66eV的激光激发下,在室温下LPCVD氮化硅薄膜可发射高强度可见光,其峰位位置分别为2.97,2.77,2.55,2.32,2.10和1.90eV的6个PL峰,建立了可见光发射的能隙态模型,讨论了发光机制     

LPCVD氮化硅薄膜的室温可见光发射

在4.66eV的激光激发下,在室温下LPCVD氮化硅薄膜可发射高强度可见光,其峰位位置分别为2.97,2.77,2.55,2. 32,2.10和1.90eV的6个PL峰,建立了可见光发射的能隙态模型,讨论了发光机制.