薄膜材料之氮化硅薄膜的PECVD生长介绍

PECVD 法生长氮化硅薄膜
主要内容：
PECVD介绍
氮化硅薄膜介绍 生成环节介绍
薄膜制备方式
磁控溅射镀膜 物理气相沉积(PVD) 离子束溅射镀膜
薄膜制备方式
脉冲激光沉积镀 膜
常压CVD
化学气相沉积(CVD)
低压CVD PECVD
激光增强CVD
CVD介绍
一种利用化学反应方式,将反应物(气体)生 成固态的产物,并沉积在基片表面的薄膜沉积技 术.
PECVD的介绍
等离子体增强化学气相沉积，是利用辉光放电的 物理作用来激活粒子的一种化学气相沉积反应，是集 等离子体辉光放电与化学气相沉积于一体的薄膜沉积 技术.
氮化硅薄膜的介绍：
特点：
高介电常数、高绝缘强度、漏电低、抗氧化
用途:
在微电子材料及器件生产中,作为钝化膜、绝缘层和扩散掩膜;
在硅基太阳能电池中,用作钝化膜和减反射膜以提高太阳电池 的使用效率;
薄膜性质
总结
氮化硅薄膜应用很广泛，且应用 PECVD方式生长较好。
谢 谢！
在硅基发光材料中，作为硅纳米团簇的包埋母体等。
氮化硅薄膜的制备方法
硅的氮化法 高温热化学气相沉积法 常压化学气相沉积 低压化学气相沉积法
CVD
等离子体增强化学气相沉积
光化学气相沉积
离子束增强沉积
磁控反应溅射法
PVD
为什么要用PECVD？
用PECVD 技术制备的氮化硅薄膜,具有沉积温度
低、均匀性好、台阶覆盖性强的优点。
生成氮化硅薄膜的反应如下：
薄膜分子热运动
设备
直接法生长设备
间接法生长设备
注意事项： 1.要求有较高的本底真空； 2.防止交叉污染； 3.原料气体具有腐蚀性、可燃性、爆炸性、 易燃性和毒性，应采取必要的防护措施。
检验

对薄膜来说, 折射率是薄膜成分以及致密程度的综合指标 , 是检验薄膜制备质量的重要参数
这是目前唯一能在低温条件下生长氮化硅的CVD 工艺
300~600K
高温对氮化硅薄膜制备工艺的影响：
高温不仅会使基板变形，而且基板中的缺陷会 生长和蔓延，从而影响界面性能
PECVD制膜的优点：
均匀性和重复性好，可大面积成膜； 可在较低温度下成膜； 台阶覆盖优良； 薄膜成分和厚度易于控制； 适用范围广，设备简单，易于产业化
不同腔体气压 射频功率
温度
NH3 流量
射频功率

Leabharlann Baidu
射频功率是PECVD 工艺中最重要的参数之一。 当射频功率较小时, 气体尚不能充分电离, 激活效率低, 反 应物浓度小, 薄膜针孔多且均匀性较差, 抗腐蚀性能差;

当射频功率增大时, 气体激活效率提高, 反应物浓度增大 , 并且等离子体气体对衬底有一定的轰击作用使生长的氮化 硅薄膜结构致密, 提高了膜的抗腐蚀性能;但射频功率不能 过大, 否则沉积速率过快, 会出现类似“溅射” 现象影响