研究目的
研究反应气体流速比对等离子体增强化学气相沉积法制备的氮化硅薄膜中机械应力与成分的影响。
研究成果
将气体流量比R从0.016提高到0.25可使压缩机械应力降低31%，降低化学计量系数，提高折射率，并显著改变含氢键浓度。这些发现使得能够为微电子应用定制生产具有特定性能的SiNx薄膜。
研究不足
该研究仅限于低频等离子体沉积及特定气体混合物（仅SiH4和NH3），未探索其他沉积参数如温度变化或不同等离子体频率。其结果可能不适用于其他沉积方法或材料。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用低频等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术，以硅烷（SiH4）和氨气（NH3）为反应气体沉积氮化硅（SiNx）薄膜。通过光学轮廓仪测量机械应力，利用红外傅里叶光谱分析薄膜成分。
2：样品选择与数据来源：
在直径100毫米、厚度460微米的KDB（100）硅片上，以不同气体流量比R=[SiH4]/[NH3]（范围0.016至0.25）沉积SiNx薄膜。
3：016至25）沉积SiNx薄膜。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括配备低频等离子体发生器（110kHz，50W）的PECVD系统、用于测量厚度和折射率的SENDURO椭偏仪（SENTECH仪器公司）、Veeco WykoNT 9300光学轮廓仪（表面形貌测量）以及Vector 22红外傅里叶光谱仪（布鲁克公司）。材料包含SiH4和NH3气体及硅片。
4：实验流程与操作步骤：
薄膜在350°C和1.43托压力下沉积。通过椭偏仪测定厚度，机械应力根据沉积前后四个方向测量的晶圆弯曲轮廓计算得出，红外光谱在400-4000 cm?1范围内测量以分析键浓度。
5：43托压力下沉积。通过椭偏仪测定厚度，机械应力根据沉积前后四个方向测量的晶圆弯曲轮廓计算得出，红外光谱在400-4000 cm?1范围内测量以分析键浓度。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：机械应力通过基于晶圆弯曲的公式计算，键浓度根据特定常数（Si-N、N-H和Si-H键）从红外吸收峰确定。
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