流量及温度对低频PECVD氮化硅薄膜性能的影响

研究了低频等离子增强化学气相沉积(LF-PECVD)工艺中气体流量比和衬底温度对氮化硅薄膜折射率、密度及应力的影响规律,同时测试了薄膜的红外光谱以分析不同条件对薄膜成分的影响.结果表明,低频氮化硅薄膜折射率主要受薄膜内硅氮元素比的影响,其次是薄膜密度的影响.前者主要由硅烷/氨气反应气体流量比决定,而后者主要由衬底温度决定;低频氮化硅薄膜应力大致与密度成正比关系.此外,PECVD工艺所制备氮化硅薄膜都含有相当数量的氢元素,而衬底温度是薄膜内氢含量的决定因素.     

Si基稀土Er_2O_3薄膜材料特性及制备研究进展

Si基Er2O3薄膜材料具有带隙宽、k值高等特点,在微电子和光电子领域具有潜在的应用价值。首先,阐述了Si基Er2O3薄膜材料的晶体结构具有多态现象,而立方晶形的Er2O3具有方铁锰矿立方结构,易制成高度择优取向的薄膜甚至单晶膜。其次,介绍了利用X射线光电子谱(XPS)技术确定Er2O3和Si两种材料的价带和导带偏移及采用光电子谱来确定高k介质材料能带带隙。此外,还介绍了Si基Er2O3薄膜材料光学常数的测试方法及其光谱转换特性,可用于太阳光伏电池。最后,着重介绍了国内外Si基Er2O3薄膜材料制备方面的最新研究进展,并指出金属有机物化学气相淀积(MOCVD)是未来产业化制备Si基Er2O3薄膜材料的理想选择。     

Ga_(0.47)In_(0.53)As/SiO_2与Ga_(0.47)In_(0.53)As/Al_2O_3的界面性质

本文研究了GaInAs/SiO_2与GaInAs/Al_2O_3的界面性质.采用PECVD技术以TEOS为源以及采用MOCVD技术以Al(OC_3H_1)_3为源在n~+-InP衬底的n-Ga_(0.47) In_(0.33)As外延层上淀积了/SiO_2和Al_2O_3,制备成MIS结构.结果表明这些MIS结构具有良好的C-V特性,SiO_2/GaInAs界面在密度最低达 2.4×10~(11)cm~2·eV~(?),氧化物陷阱电荷密度达10~(?)～10~(10)cm~2,观察到GaInAs/SiO,结构中的深能级位置为E_c-E_T=0.39eV.GaInAs/Al_2O_3结构中的深能级位置为E_c=E_T=0.41eV.     

n沟增强型InP MISFET研究

在掺Fe的<100>晶向半绝缘 InP上,用 TEOS为源的 PECVD SiO_2作为栅氧化层,以Si~+注入 S.I.InP形成源、漏区,研制成基于 InP/SiO_2界面的n沟增强型 InP MISFET.其饱和区跨导 g_m为6.4mS/mm,沟道有效电子迁移率 μ_(eff)为1400cm~2/V·S,并对 InP MISFET特性及漏电流慢漂移行为作了讨论与分析.     

Aluminum Nitride Films Fabricated by Mid-frequency Magnetron Sputtering

Aluminum nitride films were prepared by mid-frequency magnetron sputtering on Si (111) substrate. The grown films were characterized by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) to obtain the structural and the chemical information. The polycrystalline thin films were in a hexagonal wurtzite structure having a (002) preferred orientation, along which the columnar grain structure was found. XPS study revealed the presence of oxygen and carbon contaminations, as well as the Al-rich nature of the film. Anomalous C-V characteristics of Al/AlN/n-Si capacitors were studied. The measured C-V curves show rolloffs in the accumulation region and voltage stresses cause both horizontal and vertical shifts of the C-V curves. These anomalous behaviors are mainly due to the large current conduction and the charge trapping in the Al-rich AlN layer.     

Characteristics of Amorphous Silicon Nitride Films Deposited by LF-PECVD from SiH_4/N_2

Amorphous silicon nitride films were deposited by low-frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition(LF-PECVD) using silane and nitrogen as precursors. Characteristics such as deposition rate, surface morphology, and chemical composition were measured by spectroscopic ellipsometry(SE), atomic force microscope(AFM) and x-ray photoelectron spectroscopy(XPS). It was shown that amorphous silicon nitride film could be prepared by LF-PECVD with good uniformity and even surface. The XPS result indicated that ...     

退火对富硅氮化硅薄膜的结构和发光的影响

采用等离子体增强化学气相沉积方法(PECVD)，在低衬底温度下制备了富硅氮化硅薄膜。利用红外吸收谱(IR)、XPS光电子能谱和光致发光谱(PL)，研究了不同的退火温度对薄膜结构和发光的影响。研究发现，薄膜经退火后，在发光谱中出现一强的发光峰。当经过900℃退火后，随着与硅悬键有关的发光峰的消失．该强的主发光峰发生了明显的蓝移，并且有所宽化。蓝移现象源于高温退火后，在薄膜中有小尺寸的Si团簇形成。通过实验结果分析，提出薄膜的发光起因于包埋在氮化硅中的Si团簇。     

真空退火对低频PECVD氮化硅薄膜性能的影响

研究了真空退火温度对不同流量比工艺参数下PECVD氮化硅薄膜性能的影响,测试了退火后氮化硅薄膜厚度、折射率以及在氢氟酸中的腐蚀速率。结果表明,退火后氮化硅薄膜厚度及折射率变化与薄膜沉积工艺条件有关,而薄膜在氢氟酸中的腐蚀速率在退火后大大降低。结合退火前后氮化硅薄膜的红外透射谱对以上测试结果进行了讨论。     

淀积参数对PECVD氮化硅薄膜力学特性的影响

等离子增强化学气相淀积(PECVD)法制备的氮化硅薄膜具有沉积温度低、生长速率高和残余应力可调节等特点,研究其力学特性对研制MEMS器件和系统具有重要意义。采用HQ-2型PECVD淀积台,在沉积温度为350℃,NH3流量为30cm3/min的条件下,通过改变氩气稀释至5%的SiH4流量和射频功率大小,制备了具有压应力、微应力和张应力的多种氮化硅薄膜样品。采用纳米压痕仪Nanoidenter-G200对淀积薄膜的杨氏模量和硬度进行测试,结果表明,在较小的SiH4流量和较高的射频功率条件下,淀积的氮化硅薄膜具有更高的杨氏模量和硬度。     

InSb阳极氧化膜界面特性研究

用阳极氧化的方法在InSb衬底上生长氧化膜,并在阳极氧化膜上镀Cr/Au电极以制备MOS器件,通过分析77 K时MOS器件C-V特性,得出InSb-阳极氧化膜界面的掺杂浓度、界面态密度,氧化层中的固定电荷密度可动电荷密度等重要参数,分析其界面特性和制备工艺的关系,为InSb表面的钝化工艺提供参考.     

氮化硅薄膜的PECVD生长及其性能研究

采用ＰＥＣＶＤ法，反应温度为２５０℃，反应气体为ＮＨ３，ＳｉＨ４，在抛光硅片上沉积０．２～０．４μｍ厚的氮化硅薄膜。对这种Ｓｉ３Ｎ４薄膜的光学性能和电学性能进行了测试，其光学折射率为１．８７５，电阻率及击穿场强分别为８×１０１６Ω·ｃｍ及１×１０７Ｖ／ｃｍ，并用ＦＴＩＲ谱分析了薄膜的化学结构。     

p-Si TFT栅绝缘层用SiN薄膜的研究

以NH3和SiH4为反应源气体,采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)法在多晶硅(p-Si)衬底上沉积了一系列SiN薄膜,并利用椭圆偏振测厚仪、超高电阻-微电流计、C-V测试仪对所沉积的薄膜作了相关性能测试.系统分析了沉积温度和射频功率对SiN薄膜的相对介电常数、电学性能及界面特性的影响.分析表明,沉积温度和射频功率主要是通过影响SiN薄膜中的Si/N比影响薄膜的性能,在制备高质量的p-Si TFT栅绝缘层用SiN薄膜方面具有重要的参考价值.     

p-Si TFT栅绝缘层用SiNx薄膜界面特性的研究

以NH3和SiH4为反应源气体,在低温下采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)法在多晶硅(p-Si)衬底上沉积了SiNx薄膜.系统地分析讨论了沉积温度、射频功率、反应源气体流量比对SiNx薄膜界面特性的影响.分析表明,沉积温度和射频功率主要是通过影响SiNx薄膜中的si/N比和H含量影响薄膜的界面特性,而NH3/SiH4流量比则主要通过影响薄膜中的H含量影响薄膜界面特性.实验制备的SiNx薄膜层中的固定电荷密度、可动离子密度、SiNx与p-si之间的界面态密度分别达到了1.7×1012/cm2、1.4×1012/cm2、3.5×1012/(eV·cm2),其界面特性达到了制备高质量p-si TFT栅绝缘层的性能要求.     

富硅氮化硅薄膜的制备及其发光特性

采用射频磁控反应溅射法制备了氮化硅薄膜.利用X射线衍射谱(XRD)、红外光谱(IR)、能谱(EDS)和光致发光谱(PL),通过与氮气中和空气中退火薄膜比较,对原沉积薄膜进行了成分与结构和发光特性研究.研究发现原沉积薄膜是部分晶化的富硅氮化硅薄膜,薄膜中晶态氮化硅颗粒的平均粒径为33 nm;在氮气中退火后,纳米颗粒增大;在空气中退火后,薄膜被氧化,晶态颗粒消失.在4.67 eV的光激发下,原沉积薄膜中观测到7个强的PL峰,其峰位分别为3.39,3.24,3.05,2.82,2.61,2.37和2.11 eV.在氮气和空气中退火后, PL峰位和强度有变化.对其光致发光机制进行了探讨, 认为硅悬挂键≡Si,氮悬挂键=N,硅错键≡Si-Si≡以及与氧有关的缺陷在富硅氮化硅薄膜高强度荧光发射中起主导作用.