PECVD氮化硅薄膜性质及工艺研究

PECVD氮化硅薄膜性质及工艺研究
氮化硅薄膜（PECVD）是一种在室温下生长的非晶硅薄膜，具有多种
优良性质，如硬度高、抗腐蚀性好、导电性能低等。

这些性质使得氮化硅
薄膜在微电子、光学器件、生物传感器等领域中有广泛应用。

本文将对PECVD氮化硅薄膜的性质及工艺进行研究。

首先，PECVD氮化硅薄膜具有良好的机械性能。

该薄膜的硬度可达到
10GPa，相对于其他常见的薄膜材料，如二氧化硅、氮化硅具有更高的硬度。

这使其在微机械系统中有较好的应用前景，如传感器和微机械器件中
的表面保护层。

其次，PECVD氮化硅薄膜具有出色的耐腐蚀性。

与其他材料相比，这
种薄膜展现出更好的抗化学腐蚀性能。

这种耐腐蚀性使得氮化硅薄膜在微
电子行业中的设备制造过程中有广泛的应用，如平板显示器、太阳能电池等。

此外，PECVD氮化硅薄膜是一种特殊的绝缘材料，具有较低的导电性能。

这种特点使其成为一种理想的衬底材料，可用于制备电容器、晶体管
等微电子器件。

它还可用于光学薄膜的辅助材料，如光学反射镜片等。

针对PECVD氮化硅薄膜的制备工艺，一般采用射频等离子体化学气相
沉积（RFPECVD）技术。

该方法通过在气相中加入硅源、氨气和稀释剂，
利用射频电场激活气体原子和离子，在衬底表面沉积出氮化硅薄膜。

制备过程中，关键的参数包括沉积温度、沉积气压、沉积物与气体流
量比等。

沉积温度一般在250℃-400℃之间，气压一般在1-20Torr之间。

较高的沉积温度可提高薄膜质量，但也容易产生杂质。

而较高的气压可以
提高沉积速率，但也有可能导致薄膜内部应力增大。

此外，对PECVD氮化硅薄膜进行表征，一般采用横截面和表面形貌的
扫描电子显微镜（SEM）、厚度的椭圆仪、成分的能量散射光谱（EDS）等
技术。

这些表征方法可以从多个角度对氮化硅薄膜的性质进行评估。

总结起来，PECVD氮化硅薄膜具有优异的硬度、耐腐蚀性和绝缘性能
等优良性质，广泛应用于微电子、光学器件等领域。

沉积工艺中的温度、
气压和气体流量比等参数对薄膜质量具有重要影响，需要合理选择和控制。

对PECVD氮化硅薄膜的研究有助于进一步提高其性能和应用领域的拓展。