PECVD技术制备低应力氮化硅薄膜的研究

"低应力PECVD氮化硅薄膜的制备 (2009年) - 研究PECVD工艺中射频条件对氮化硅薄膜应力的影响，通过调整射频功率和频率来调控薄膜应力，并实现了在5:1的高低频时间比下获得10 MPa极低应力的氮化硅薄膜。" 在电子器件领域，等离子增强化学气相沉积(PECVD)是一种广泛用于制备氮化硅(SiN)薄膜的先进技术。2009年的这篇论文探讨了PECVD工艺中射频条件，即功率和频率如何影响氮化硅薄膜的应力状态。实验结果显示，当采用高频(HF)沉积时，氮化硅薄膜呈现张应力，而使用低频(LF)时则表现为压应力。这一现象与射频能量在等离子体中的分布和传输有关，高频可能使气体分子更有效地被激发和反应，导致薄膜结构有所不同。 在相同功率下，LF的沉积速率和薄膜应力大约是HF的两倍。这表明，通过调整PECVD工艺的射频条件，可以有效地控制氮化硅薄膜的生长速度和机械特性。论文进一步提出了混合频率(MF)技术，通过在沉积过程中交替使用高低频，能够精确地调控薄膜的应力。特别是在HF和LF时间比为5:1的情况下，成功制备出了应力仅为10 MPa的极低应力氮化硅薄膜，这对于微电子和光电子器件的制造至关重要，因为过高的薄膜应力可能导致器件性能下降或失效。 氮化硅作为一种重要的半导体材料，具有优异的绝缘性能、化学稳定性以及高温耐受性。因此，其在集成电路、太阳能电池、LED照明和微纳米电子设备等领域有广泛应用。通过优化PECVD工艺参数，尤其是控制薄膜应力，可以提升这些设备的性能和可靠性。该研究为氮化硅薄膜的工业化生产提供了理论依据和技术支持，有助于推动电子器件制造技术的进步。