氮化硅膜的氧化与氧氮化硅膜

自从1965年第一次成功地制备用于微电子学的氮化硅膜以来,对氮化硅膜的制备工艺、结构、性能、使用条件进行了广泛研究。研究最多的问题之一是氧对氮化硅膜的影响。从初期发现氮化硅膜对氧的掩蔽能力,到1968年以来对氧氮化硅膜的大量研究,从70年代对氮化硅膜的氧化性质的观测和探讨,到用各种粒子谱仪对氧沾污的直接分析等等,都是探讨氧对氮化硅膜的作用。 氧对氮化硅膜的作用,通常有两种不同的形式:一种是少量氧在氮化硅膜的形成过程中结合进氮化硅膜,改变膜层的理化性质。另一种是大量氧化剂在氮化硅的使用过程中与之发生由表及里的氧化反应。本文的目的是分别评价这两方面的研究结果。     

PECVD生长氮化硅介质膜的工艺研究

对PECVD生长氮化硅介质膜的工艺条件进行了实验研究,获得了生长氮化硅介质膜的最佳工艺条件,制出了高质量的氮化硅介质膜,对样品进行了湿法腐蚀和超声实验,在显微镜下观察无膜脱落现象发生。阐述了几种工艺参数对介质膜生长的影响。     

应用高频激励源制备低应力氮化硅薄膜研究

研究了在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备氮化硅薄膜时,射频功率和腔室压力对氮化硅薄膜应力的影响以及应力与沉积速率的关系。通常认为高频下制备得到的氮化硅膜呈现张应力,但是通过实验,表明即使应用高频(13.56MH z)作为激励源同样可以沉积出呈现压应力的氮化硅薄膜。并使用角度可变光谱型椭偏仪观察了薄膜的厚度和低应力氮化硅膜的m app ing图,利用傅立叶变换红外光谱仪(FT IR)对不同应力状态下的氮化硅膜的化学键结构进行了分析。     

正交试验法优选LPCVD氮化硅膜的最佳工艺条件

本文分析了LPCVD氮化硅膜的反应过程和机理,着重讨论了反应源在一定的温度分布、压力和气流条件下进行化学汽相淀积的各种关系。然后,采用正交试验法,经过次数不多的实验,优选出氮化硅膜淀积时所需的最佳温度分布、压力和气流,获得了质量高、均匀性好的氮化硅膜。本方法可用于半导体工艺改造和新产品的研制。     

氧对化学汽相淀积氮化硅的影响

一、引言 不少文章已介绍了氮化硅膜有它的独特之处,许多性能优于二氧化硅膜,因而已在集成电路工艺中得到广泛的应用,而目前制备氮化硅膜有种种方法,较常用的有高温(850℃左右)下的化学汽相淀积(简称CVD)及低温(500℃以下)等离子化学汽相淀积(简称PCVD),前者又分“常压法”和“减压法”。本文主要讨论前者两种方法生长的氮化硅膜。     

管式PECVD射频功率对氮化硅薄膜性能的影响

氮化硅薄膜作为传统的晶体硅太阳电池钝化减反膜,其性能的变化直接影响电池的转化效率。通过改变管式PECVD的射频功率,制备了不同膜厚和折射率的氮化硅薄膜,并分别进行了薄膜致密性以及硅片镀膜后少子寿命的测试。实验及测试结果表明,改变PECVD的射频功率对氮化硅薄膜的沉积速率及其薄膜的性能有重要影响。     

光学设备检测氮化硅膜厚

氮化硅膜的厚度对于太阳能电池片的转换效率有着比较重要的影响。使用光学设备可以大大加快检测氮化硅膜的速度。为了证明其检测的精度以及可靠性,并普及这种新颖的检测方式,作者首先从理论上验证了氮化硅膜的颜色可以通过光学设备区分开来。其次,通过大量的实验数据对比之后证明了氮化硅膜的颜色与厚度是成线性关系的,并得到了相关的线性曲线图。最后,作者将光学设备所得到的检测结果与目前最普遍的椭偏仪设备的检测结果做比较,证明了光学设备的检测结果完全可靠精确。从而得到结论,使用光学设备检测太阳能电池片的氮化硅膜厚度不仅结果精确可靠,而且在速度上也有很大提升。     

InGaAs/InP光伏探测器阵列钝化工艺及均匀性研究

通过对气态源分子束外延结合常规器件工艺研制的晶格匹配InGaAs/InP光伏型探测器阵列光响应和暗电流特性的表征和比较,研究了聚酰亚胺和氮化硅两种钝化工艺对阵列器件性能和均匀性的影响,并对两种不同钝化膜阵列器件后续封装的可靠性进行了比较和分析.实验结果表明,气态源分子束外延材料具有良好的均匀性;氮化硅钝化器件总体性能上优于聚酰亚胺钝化器件.引线封装实验显示,SiN钝化膜有较好的抗冲击和热稳定性,具有更好的工艺相容性.     

低温下氮化硅膜的制备及特性的分析研究

本文阐述了等离子增强化学汽相淀积(PECVD)氮化硅膜的生长原理和方法;对于在不同衬底,如Si,特别是GaAs和金属膜上淀积氮化硅膜的各种影响因素进行了理论和实验分析;针对GaAs上淀积氮化硅膜的特殊现象提出了新的解释;推导出了SiN膜性能参数Si/N、折射率、Si-H键和N-H键密度等量之间关系的经验公式;研完了MNM电容上下电极对SiN性能的影响,指出用Ti-Pt-Au做下电极,Al做上电极可以提高电容耐压;确立了优化的条件,在较低温度(200～300℃)下生长出了氧含量极低、致密耐击穿电压高的优质SiN膜,该介质膜实用于半导体单片集成电路和高耐薄膜电容。     

变温LPCVD沉积氮化硅薄膜的均匀性优化

以低压化学气相沉积(LPCVD)热壁立式炉为实验平台,由二氯硅烷和氨通过LPCVD工艺合成氮化硅薄膜,利用降温成膜提高氮化硅薄膜的膜厚均匀度。基于气体碰撞理论建立了氮化硅薄膜沉积速率与反应气体浓度的关系式。分析比较了LPCVD炉内不同升温速率沉积氮化硅薄膜的表面性能。发现在变温沉积阶段,选择合适的降温速率是实现薄膜沉积过程中预设温度变化的关键。在保证各温度区平均膜厚和晶圆片之间膜厚均匀度基本不变的前提下,通过实验找到沉积阶段的最佳变温速率,将晶圆片内(WIW)均匀度优化到1%以下,比恒温沉积薄膜的均匀度提高了约70%。这将有助于设备工艺能力的提升,更好地适应IC芯片工艺关键尺寸的缩小趋势。     

氮化硅膜层对侧视角白画面色偏的影响及发红改善

研究了TFT基板中氮化硅膜层对TFT-LCD终端产品侧视角白画面色偏的影响,填补了TFT膜层与TFT-LCD侧视角白画面色偏的研究欠缺,为类似的光学色度不良改善提供了有益的参考.通过大量的实验测试和仿真模拟,探索了氧化硅膜层厚度对侧视角白画面色偏的影响规律.结果表明,氮化硅膜层是一个影响色偏量和色偏方向的关键因素,其中...     

PECVD氮化硅及其在MIS—IL太阳电池中的应用

本文对在不同工艺条件下制备的等离子氮化硅膜的光学、电学等特性进行了研究,摸索出作为MIS—IL太阳电池抗反射膜的最佳工艺条件。并将等离子氮化硅用于MIS—IL硅太阳电池的研制,获得了转换效率13.5%(AM1.5,100mW/cm~2,25℃)的实验结果。     

低压化学汽相淀积氮化硅膜的成份和抗氧化能力的测定

本文介绍用低压化学汽相淀积(LPCVD)技术生长的氮化硅膜的组份及其抗氧化能力的测定.我们研究了SiCl_4-NH_3体系淀积的氮化硅膜.采用俄歇电子能谱仪(AES)和二次离子质谱仪(SIMS)测定膜的组份比和膜中的氧含量,特别是用(AES)法详细分析了氮化硅膜的抗氧化能力.     

氮化硅膜的生长方法及其特性

本文介绍不用氨而采用硅烷与氮气反应制取氮化硅膜的方法及膜的特性。通常,用氨来制取氮化硅,不容易去掉残留水气与碱沾污,温度往往高于600～900℃。本文报道的新的氮化硅膜的制法如图1所示,是在250～600℃的低温下,利用射频     

不同钝化结构开关晶体管的电子辐照退火特性

在11 MeV电子束辐照能量、不同辐照剂量和辐照退火条件下,研究了聚酰亚胺膜和氮化硅膜、二氧化硅膜、PSG膜以及它们组合形成的不同二次钝化结构的npn型开关晶体管参数(ts,hFE和两个不同电路下hFE的比值K)的差异,并分析了不同二次钝化结构电参数的差异的原因.结果表明,在降低辐照诱导的表面复合电流、提高晶体管的综合电学性能方面,纯氮化硅膜的二次钝化结构为最优选择.这种结构在存贮时间ts满足器件要求的同时,电流增益hFE和K值衰减幅度最小.这个结论有助于开关晶体管结构设计优化.     

一种改善晶体管特性的有效方法

本实验采用～13MHz的高频振荡器,在0.1～1托的压力下,在氮气和硅烷的混合气体中产生等离子体淀积氮化硅.由此制得的氮化硅膜,其折射率～2.45,电阻率～10~(15)Ω.cm,击穿电场为10~7V/cm.通过采用等离子体氮化硅钝化DD01等器件,其击穿电压提高了30伏左右,漏电流下降了一个数量级.     

硅的高压氧化

本文简要地介绍了硅的高压氧化概况。着重叙述我们目前采用的一种高压水汽氧化方法及其一些实验结果。实验表明本方法对于制备厚膜二氧化硅(>2微米)是简易可行的。同时,介绍了一些用氮化硅掩蔽进行硅的局部氧化试验情况。     

热氮化二氧化硅膜的研究

用氨气对热生长的二氧化硅膜进行了氮化处理,测试了膜的电学特性,并研究了工艺对它们的影响。实验发现,热氮化二氧化硅膜兼有二氧化硅与氮化硅膜的优点,而且界面电荷在较大范围内具有可控的特点。用AES表面分析技术研究了热氮化二氧化硅膜的结构。还探讨了二氧化硅膜热氮化的机理。     

氮化硅的生长和特性

本文以研制MOS型不挥发性存储器件为目的,寻求氮化硅膜的生长条件。氮化硅膜是在600～660℃下以氮气为携带气体由硅烷和氨进行气相反应而生长出来的。作者对反应气体的组分和膜的生长速度、膜的化学和物理性质等有关问题作了研究。其结果表明氮化硅膜的生长速度随氨气浓度的增加而减少。而且通过腐蚀速度、紫外吸收光谱、电容-电压等特性的测定表明硅烷/氨气的流量比不同,膜的组分也产生变化。在膜的生长反应过程中,由于硅的析出和氨的分解反应同时进行,认为膜的组分将偏离化学组分。并发现生长温度愈高,生长速度愈小,膜的致密性愈好。用于MNOS存储器件中的稳定氮化硅膜是在反应气体流量比为:SiH_4:NH_3=3:4000的组分中生长并在氨气氛中进行热处理后生成的。     

氮化硅在触摸屏中的应用分析(英文)

研究了氮化硅材料在触摸屏领域中的应用,利用等离子体化学气相沉积技术,在一定厚度的玻璃表面沉积不同厚度的氮化硅薄膜。通过理论分析和试验测试的方法得到了氮化硅膜层厚度和折射率对触摸屏透过率以及表面宏观颜色的影响。分析结果表明,氮化硅膜层折射率对触摸屏的平均透过率影响明显,而膜层厚度对触摸屏的平均透过率影响很小,但是膜层厚度的改变对触摸屏特定波长处透过率和膜层宏观颜色影响很明显。在实际生产中可以通过改变沉积条件获得合适折射率及厚度的氮化硅薄膜材料。