氮掺杂SiC厚膜的制备及其热电特性

以Si C超细粉为原料,采用热等离子体PVD(TPPVD)法快速制备了Si C膜,最大沉积速度达到1 38nm /s.为了降低Si C膜的电阻率,提高其热电性能,采用向等离子体中通入N2 的方法对Si C膜进行了掺杂.用扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子谱对薄膜的形貌和结构进行了观察和分析.实验测定了Si C膜掺杂前后的热电性能并与Si C烧结体的结果进行比较.实验结果表明:向等离子体中导入N2 是对Si C膜进行掺杂的有效方法,但同时也显著影响Si C膜的形貌、成分和沉积速度.未进行氮掺杂和经过氮掺杂后的Si C薄膜的(S2 /ρ)值在973K时分别达到1 6 0 μW/(m·K2 )和1 0 0 0     

国产CF4＋O2混合气体在Si3N4腐蚀中的应用

一、引言Si3N4膜的腐蚀是一个比较老的课题，早在70年代的发光二极管器件制造中就开始了等高于腐蚀Si3N4的应用。目前，在大规模集成电路制造工艺中，Si3N4膜通常作为局部氧化（LOCOS）掩模材料，因此如何刻蚀好Si3N4就显得比较重要。随着器件尺寸的不断缩小，为了消除或最大限度地抑制鸟嘴对有源区的侵入，要求Si3N4层下面的SiO2厚度越来越薄，以确保有源区面积，同时为防止刻蚀中等离子辐射对衬底Si的损伤，影响器件的电特性及成品率，要求在等离子刻蚀中Si3N4膜对SiO2有高的选择性、均匀性，以及解决颗粒沾污问题。刻蚀Si3N4的…     

纳米金刚石在不同沉积条件下的生长研究

用CH4和H2为反应气体，在热丝化学气相沉积系统中用不同的沉积条件直接在Si衬底上制备了纳米金刚石，并用高分辨扫描电子显微镜和显微Raman光谱仪对它们进行了表征。结果表明，在热丝化学气相沉积系统中用连续辉光放电在Si衬底上沉积的金刚石是纳米金刚石颗粒；而用辉光放电在Si衬底上先进行金刚石核化，然后再用热丝化学气相沉积生长，可形成纳米金刚石膜。不同结构纳米金刚石的形成主要是由于在不同的沉积条件下非金刚石相被刻蚀的程度不同以及形成金刚石前驱物的运动不同所致。     

Si3N4微尺度薄膜的热物性

Si3N4薄膜被广泛应用于微机械和微电子器件中，其热物性在某些器件中显得很重要，为了研究Si3N4薄膜的热容、辐射、对流等热物性，中设计出一种悬膜结构，并从理论上分析了此结构的传热机理，实验中利用微机械加工技术制作出不同尺寸和厚度的Si3N4微尺度悬膜，并通过测试得到了Si3N4薄膜的热学参数。     

Si光电器件表面减反膜设计的数值分析

本文通过计算、分析在Si光电器件表面由SiO2、Si3N4及AI2O3组成的不同减反膜的反射损耗,得出了最优化的膜层组合。厚度为95nm的SiO2层是最佳的单层减反膜;进一步的优化可采用40nmSi3N4和40nmSiO2或45nm AI2O3和45nm SiO2组成的2层结构;3层或3层以上结构的反射损耗呈振荡性变化,不建议采用。     

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.     

晶态Si3N4／非晶SiO2同轴纳米线的电子显微学研究

Si3N4是一种用途广泛的功能材料，Si3N4纳米线有望在电子、光学和机械领域展现其特殊性能：在没有催化剂情况下，我们在硅衬底上直接合成了Si3N4／SiO2同轴纳米线。生长条件：氮气氛．生长温度1250℃．1.5h，自然冷却。利用电子衍射、高分辨像和电子X射线能谱技术，我们用Tacnai F30场发射电子显微镜研究了Si3N4／SiO2同轴纳米线的微观组织结构，探讨了这种纳米线的生长机制。     

热丝CVD法制备C—N薄膜的结构分析

用热丝 CVD法 ,以甲烷、氮气和氢气为气源 ,在 Si( 1 1 1 )衬底上沉积了C- N薄膜。用 X射线光电子谱 ( xps)、喇曼光谱 ( RS)、X射线衍射 ( XRD)和扫描电镜( SEM) ,对 C- N薄膜的结构及生长速率进行了分析研究。结果表明 :C- N薄膜的结构为非晶态 ,同时含有金刚石和石墨相 ;氮以三种不同的化学键合状态存在于膜中 ,其中 β键合状态的结合能与晶态 β- C3N4的结合能接近 ;随混合气体中氮气含量增加 ,C- N薄膜的生长速率减小。     

非晶Si3N4在ZrN／Si3N4多层膜中的赝晶晶化和生长

由两种不同材料交替沉积形成的纳米多层膜具有如硬度升高的超硬效应等物理性能和力学性能的异常变化。研究发现，某些氮化物和氧化物可以在纳米多层膜中稳定相的“模板效应”下形成亚稳相或赝晶体。例如c-AlN亚稳相可以稳定地存在于TiN／AlN纳米多层膜中，非晶态的SiO2也可以在TiN模板的作用下晶化为NaCl结构的赝晶体，并与TiN形成共格外延生长。本文研究了气相沉积态为非晶的Si3N4在ZrN模板层作用下的晶化与生长特征。     

低温PECVD法形成纳米级介质膜微观结构研究

采用俄歇电子能谱 ( AES)和傅里叶红外光谱 ( FTIR)分析低温 PECVD法形成纳米级 Si Ox Ny 介质膜的微观组分结构及其与制膜工艺间关系 ,通过椭圆偏振技术测试该薄膜的物理光学性能。研究结果表明 :该介质膜中氮、氧等元素均匀分布 ,界面处元素含量变化激烈 ;高、低反应气压变化对膜内微观组分影响有异 ;该薄膜是既含有类似 Si3N4 、又含有类似 Si O2 的非晶状态 ,呈现无序网络结构 ;随着含氮量或含氧量的增多 ,该膜分别向Si3N4 或 Si O2 成分较多的结构转化 ;优化制膜工艺形成的富氮 Si Ox Ny 膜的性能与结构方面得到提高。     

PECVD技术在微结构表面沉积薄膜的复形性北大核心CSCD

采用光刻技术、刻蚀技术和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在线阵掩模微结构表面沉积了SiO2和Si3N4薄膜,研究了线阵掩模的宽度和厚度,以及薄膜的厚度和沉积速率对SiO2和Si3N4薄膜复形性的影响,制备得到了具有良好微结构形貌的微结构滤光片阵列。结果表明,薄膜沉积速率越大,薄膜的复形性越好;掩模厚度和薄膜沉积厚度的增加会导致薄膜的复形性变差;SiO2薄膜的复形性优于Si3N4薄膜的。     

氮化硅钝化膜的制备和应用

利用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积技术在超高频大功率晶体管芯片表面沉积Si3N4钝化膜,实现了芯片的Si3N4薄膜钝化.对钝化前后的芯片测试表明,芯片经钝化后电特性有较好地改善,提高了反向击穿电压,降低了反向漏电流,提高了芯片的成品率.     

用双光束激发改进纳米Si3N4激光合成工艺

氮化硅(Si3N4)是优良的陶瓷材料，应用十分广泛．本文论述了激光诱导化学气相沉积法制备纳米Si3N4的工作原理，提出了减少游离硅的措施，采用双光束激发制备得到了超微的、非晶纳米Si3N4粉体。     

PECVD淀积Si3N4作为光刻掩膜版的保护膜

采用等离子增强化学汽相淀积(PECVD)方法淀积Si3N4薄膜作为光刻掩膜版的保护膜,可以降低掩膜版受损程度,延长使用寿命.分析了Si3N4膜厚的选取要求,给出了PECVD淀积Si3N4膜的工艺条件.实际制作了带有Si3N4保护的光刻掩膜版,并与不带Si3N4保护的掩膜版的使用情况做了对比.结果表明,带有Si3N4保护的光刻掩膜版的使用寿命可明显延长2倍以上.     

Si3N4微尺度薄膜的热物性

Si3N4薄膜被广泛应用于微机械和微电子器件中,其热物性在某些器件中显得很重要.为了研究Si3N4薄膜的热容、辐射、对流等热物性,文中设计出一种悬膜结构,并从理论上分析了此结构的传热机理.实验中利用微机械加工技术制作出不同尺寸和厚度的Si3N4微尺度悬膜,并通过测试得到了Si3N4薄膜的热学参数.     

Si3N4微尺度薄膜的热物性

Si3N4薄膜被广泛应用于微机械和微电子器件中,其热物性在某些器件中显得很重要.为了研究Si3N4薄膜的热容、辐射、对流等热物性,文中设计出一种悬膜结构,并从理论上分析了此结构的传热机理.实验中利用微机械加工技术制作出不同尺寸和厚度的Si3N4微尺度悬膜,并通过测试得到了Si3N4薄膜的热学参数.     

硅片背面铜污染的清洗

H2SO4/H2O2/H2O、HNO3/HF和HF/H2O2/H2O为半导体芯片生产过程中三种去除硅片背面铜污染的化学清洗液。在单片湿法清洗机上采用这三种化学液对直径300 mm具有类似于实际生产中铜污染的硅片进行了清洗,结果发现H2SO4/H2O2/H2O在清洗过程中不对硅片表面的Si3N4膜产生损伤,但铜污染的去除效率较低;HNO3/HF和HF/H2O2/H2O对Si3N4膜产生微量刻蚀,从而去除扩散至硅片内部铜污染,从而显示出较佳的去除效果。通过比较HF/H2O2/H2O中HF体积分数与Si3N4膜刻蚀深度和清洗后铜原子浓度,HF的体积分数为1.5%时,可以使硅片表面铜原子浓度降至1010cm-2以下,并且Si3N4膜厚的损失小于1 nm。     

化学汽相沉积掺砷多晶硅膜初探

分别用AsH_3、SiH_4和Ar作源气和携带气体,在常规的水平高频加热汽相沉积系统中沉积了掺砷多晶硅膜。研究了影响膜的沉积速率及电阻率的诸因素。并与国外报导的同类工作作了比较。发现:一、掺砷多晶硅膜的电阻率与气相中[As)/[Si]的关系中确实存在有一最小值。即随着气相中[As]/[Si]的不断增加,多晶硅膜的电阻率下降,但到某一值后,反而会随着气相中的[As]/[Si]增加而增加。二、除气相中的[As]/[Si]、晶粒大小等影响掺砷多晶硅膜的电阻率以外,气体中的含水量对沉积后掺砷多晶硅膜的电阻率影响颇大。三、俄歇能谱分析发现高掺砷多晶硅膜中的氧含量和砷含量相当。认为该现象的出现和沉积时气相中AsH_3的存在有关。并可能是目前不易制得低电阻率(≤10~(-3)Ωcm)掺砷多晶硅膜的原因。     

InP/InGaAs PIN红外探测器增透膜的研究

简单介绍了单层增透膜的基本工作原理,并理论计算了增透膜为SiO2和Si3N4时InP/InGaAs PIN探测器的透射率.计算结果表明Si3N4的增透效果要优于SiO2,通过测试淀积有Si3N4增透膜的探测器的响应度,并和理论计算的透射率进行比较,研究了不同的淀积工艺对响应度的影响和探测器在不同应用时膜厚的设计方法.     

Cu/Zr-Si-N/Si金属化系统制备及退火气氛对其热稳定性的影响

采用磁控溅射法在n型〈111〉晶向的Si衬底上形成了Zr-Si-N薄膜及Cu/Zr-Si-N/Si金属化系统.将Cu/Zr-Si-N/Si金属化系统样品分别在真空及H2/N2(体积比为1∶9)气氛中800℃退火1h.对Zr-Si-N薄膜和退火后的金属化系统样品进行X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜、薄层电阻率及俄歇电子能谱测试与分析.结果表明,Zr-Si-N阻挡层是以ZrN晶体与非晶相Si3N4或其他Si-N化合物的复合结构形式存在.经过两种气氛退火后的样品均没有发生阻挡层失效,但与真空退火相比,H2/N2退火气氛由于不存在残余O2的作用而表现出较低的Cu膜薄层电阻率及较好的Cu/Zr-Si-N/Si界面状态.