PECVD SiNx薄膜应力优化与应用研究

本文主要探讨了PECVD (等离子增强化学气相沉积) SiNx薄膜在微电子和微机械领域的关键作用，以及其机械应力对这两种技术性能的影响。SiNx因其高介电常数、高绝缘强度、低漏电率和对环境的耐受性，成为微电子中不可或缺的材料，用于钝化、隔离和电容介质等方面。然而，传统的CVD（化学气相沉积）特别是低压CVD制备的SiNx薄膜，其厚度超过300nm时会因过大的机械应力而易发生开裂甚至脱落。 PECVD方法在此方面有所改善，但其薄膜应力仍然受到工艺条件的显著影响。作者赵永军、王民娟等人对温度、压力和气体流量等参数与薄膜应力之间的关系进行了深入研究。他们发现，通过精细调控工艺参数，可以在180-110纳米的范围内制备出无应力的PECVD SiNx薄膜，这对于提高器件的可靠性和微机械加工的精度至关重要。 机械应力在微电子中可能导致器件电参数的漂移和性能退化，而在微机械领域，由于薄膜本身的敏感性，应力问题可能导致传感器性能下降或失效。因此，降低和控制PECVD SiNx薄膜的应力是优化这两种技术的关键技术挑战。 文章强调了理解并优化PECVD工艺条件的重要性，这涉及到如何在保证高性能的同时避免薄膜裂纹和翘曲。通过实验和理论分析，研究人员提供了关于如何通过合理的工艺参数设置来减小应力，从而实现更稳定、更耐用的SiNx薄膜，这对于推动微电子和微机械技术的发展具有重要意义。