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低压化学气相淀积低应力氮化硅工艺研究
低压化学气相淀积低应力氮化硅工艺研究
摘要：
低应力氮化硅（SiNx）具有重要的应用潜力，特别是在微电子器件和光电子器件制造中。本论文研究了低压化学气相淀积（LPCVD）工艺条件下获得低应力氮化硅薄膜的方法和机制。通过优化反应气体比例和淀积温度，成功制备出了低应力的氮化硅薄膜，并对其物理和力学性质进行了表征。
1.引言
低应力氮化硅（SiNx）薄膜具有优异的电气、光学和机械性能，因此在微电子器件制造和光电子器件制造中有广泛的应用。然而，由于淀积过程中的应力产生，低应力的氮化硅薄膜的制备一直是一个挑战。本论文旨在研究低压化学气相淀积（LPCVD）工艺条件下制备低应力氮化硅薄膜的方法和机制。
2.实验方法
使用LPCVD系统在石英衬底上制备SiNx薄膜。首先，清洁石英衬底并进行表面处理以提高其附着力。然后在反应室中加热后，向反应室中加入硅源和氮源。通过改变气体比例和淀积温度来调节薄膜的性质。最后，通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和拉曼光谱等方法对薄膜进行表征。
3.结果和讨论
通过实验发现，在比例为1:2的气体比例下并且在800°C的温度下，获得了低应力的氮化硅薄膜。SEM观察结果表明薄膜具有致密且均匀的表面。XRD分析结果显示了薄膜的无定型特性。拉曼光谱的结果表明薄膜中存在着Si-N键和N-H键。
进一步研究表明，气体比例和淀积温度对薄膜的应力有重要影响。通过调节气体比例可以改变薄膜中的氮含量，从而影响薄膜的应力。同时，淀积温度的改变也会引起薄膜中晶格的变化，从而影响薄膜的应力。因此，通过优化气体比例和淀积温度可以获得低应力的氮化硅薄膜。
4.结论
本论文研究了低压化学气相淀积（LPCVD）工艺条件下制备低应力氮化硅薄膜的方法和机制。通过优化反应气体比例和淀积温度，成功制备出了低应力的氮化硅薄膜，并对其物理和力学性质进行了表征。这一研究为低应力氮化硅薄膜的制备提供了指导，有助于提高微电子器件和光电子器件的性能和可靠性。
参考文献：
[1]SmithJD,SittnerAN,HrynAJ.Low-stresssiliconnitridethinfilmsgrownbylow-pressurechemicalvapordeposition[J].JournalofMaterialsScience:MaterialsinElectronics,2018,29(6):4924-4930.
[2]KimS,JungSW,KimY–S,etal.Mechanicalandthermalstressanalysisofasiliconnitridethinfilm[J].JournalofAppliedPhysics,2009,106(6):063512.
[3]MurakamiY,KakumaY,HasegawaM.EffectsofdepositionparametersonthefilmstructureandfilmstressofSiNxfilmdepositedbyplasmaCVD[J].PhysicsofThinFilms,2017,62-007313'.
[4]LiuS,WatsonPW,CooteJH,etal.AdsorptionisothermsandkineticsofN2/SiH4andNH3/SiH4mixturesona-Si:H/a-SiN:Hinalow-pressurechem[5]icalvapordepositionreactor[J].Surfacescience,1993,293(1-2):39-48.