等离子体增强化学气相淀积a-SiCOF薄膜的稳定性研究

以正硅酸乙酯 (TEOS) /C4 F8/Ar为气源 ,采用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)方法制备了低介电常数a SiCOF介质薄膜 ,并借助X射线光电子能谱 (XPS)和傅立叶变换红外光谱 (FTIR)对薄膜的化学键结构、热稳定性和抗吸水性进行了研究。

添加H_2对SiH_4/N_2/Ar等离子体淀积的氮化硅电学和光学特性的影响

研究了加H2对SiH4/N2/Ar高密度、低离子能量的等离子体淀积的氮化硅薄膜(淀积的衬底温度为400℃)电学和光学性能的影响。实验结果表明,加入H2使氮化硅薄膜的光学带隙增加,其折射率以及在氢氟酸缓冲液中腐蚀速率减小,而XPS测试的N、Si原子比没有改变,均为1.3。FTIR测量表明,样品中Si-H键的密度低于仪器检测限,而添加H2的样品中N-H键密度稍增加。此外,由淀积的氮化硅膜构成的MIS结构的高频C-V测试(1 MHz)显示,当氢气流量从零增加到8sccm时,高频C-V的回滞幅度从(0.40±0.05)V降低到(0.10±0.01)V。基于这些实验结果和理论分析,表明了加适量H2能够促进弱的Si-Si键以及Si和N的悬挂键向Si-N键转化。

应用材料公司推出先进化学气相淀积薄膜技术

在日前举办的SEMICONChina上，应用材料公司向业界展示了全新等离子体增强化学气相淀积（PECVD）薄膜技术，用于制造适用于下一代平板电脑和电视的更高性能高分辨率显示。这些源自应用材料公司业界领先的AKT—PECVD系统的先进绝缘薄膜，使得基于金属氧化物的晶体管的应用成为可能，制造出尺寸更小、开关速度更快的像素，从而帮助客户推出更受消费者欢迎的高分辨率显示屏。

PECVD淀积SiO_2薄膜工艺研究

研究了等离子增强化学气相淀积(PECVD)制备非晶SiO2薄膜的工艺。系统地研究了反应气体流量比、射频功率、淀积腔内压强、淀积时间等工艺条件对SiO2薄膜质量的影响,采用椭偏仪测量了不同工艺条件下淀积的SiO2薄膜的厚度和折射率。根据以上测试结果分析了各工艺参数对SiO2薄膜淀积速率、折射率以及均匀性的影响规律,并定性讨论了其机理。找到了比较合适的制备高均匀性和典型折射率SiO2薄膜的工艺参数。

PECVD法淀积氟碳掺杂的氧化硅薄膜表征

以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）和八氟环丁烷（Ｃ４Ｆ８）为原料，采用等离子体增强化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）方法制备了氟碳掺杂的氧化硅薄膜（ＳｉＣＯＦ）．样品的Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和傅立叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）分析表明薄膜中含有Ｓｉ－Ｆ、Ｓｉ－Ｏ、Ｃ－Ｆ、Ｃ－ＣＦｘ、ＣＦ2等构型．刚淀积的薄膜的折射率约为１．４０．对暴露在空气中以及在不同温度下退火后薄膜的折射率做了测量，并对其变化机理进行了讨论，同时表明了理想的淀积温度应是３００℃．

传统 PECVD高品质氢化非晶硅的淀积率

根据 Winer模型 ,联合 Winer模型和 Street的氢化学势理论 ,分别研究了传统 PECVD( CPECVD)高品质氢化非晶硅 ( HQ a-Si:H)的淀积率上限 rdup和淀积率 rd 与 a-Si:H缺陷密度 ND 的关系。得到的结论是 :( 1 )rdup=1 .6nm/s(目前实验上 rd 已接近 1 .0 nm/s)。( 2 )对每一优化淀积温度 ( Ts=2 0 0～ 30 0°C) ,存在一相应的优化淀积率 rdop,当 rd<rdop时 ,rd 增加 ,ND减小 (解释了 Tsuda etal的实验曲线的左边 )。还讨论了在大淀积率下( 0 .5 nm/s<rd<rdup)制备 HQ a-Si:H时避免粉末形成的可能方法。结果显示 :适当功率密度 Pd/Si H4 流速率 fr和 (或 )适当的 Si H4 气压 Pr/fr匹配是至关重要的。

PECVD淀积Si_3N_4作为光刻掩膜版的保护膜

采用等离子增强化学汽相淀积(PECVD)方法淀积Si3N4薄膜作为光刻掩膜版的保护膜,可以降低掩膜版受损程度,延长使用寿命。分析了Si3N4膜厚的选取要求,给出了PECVD淀积Si3N4膜的工艺条件。实际制作了带有Si3N4保护的光刻掩膜版,并与不带Si3N4保护的掩膜版的使用情况做了对比。结果表明,带有Si3N4保护的光刻掩膜版的使用寿命可明显延长2倍以上。

诺发公司在台积电供应链管理论坛上获得优秀供应商奖

中国上海诺发系统有限公司（Novellus Systems，Inc．，）宣布，该公司的VECTOR系统在台积电2006供应链管理论坛上获得TSMC颁发的“2006年度优秀CVD供应商奖”。350多家TSMC供应商参加了这次活动，诺发公司是获得“2006年度优秀供应商奖”殊荣的十一家公司之一。诺发公司的VECTOR 300mm等离子增强化学气相淀积（PECVD）设备被半导体制造商所广泛采用，用于高性能IC电介质薄膜的淀积。该系统在薄膜技术上取得了诸多技术革新，同时具有很高的生产力，

氨气预氮化制备超薄氮化硅薄膜及电学性能

为寻求制备性能良好的纳米厚度氮化硅(SiN_x)薄膜的方法,采用NH_3等离子体氮化、SiH_4/NH_3等离子增强化学淀积法及先氮化后淀积的方法制备了三种SiN_x薄膜,研究比较了三种薄膜的性质。用X射线光电子谱检测了NH_3等离子体氮化Si片得到的SiN_x薄膜的组分,利用椭圆偏振光谱仪测量薄膜厚度,估算了氮化速率。用NH_3和SiH_4作为反应气,分别在原始硅片和经过NH_3预氮化后的硅片上淀积厚度为5 nm、10 nm和50 nm的SiN_x薄膜。用电容-电压法研究了薄膜样品的电学性质,发现单纯用NH_3等离子体氮化的薄膜不适合做介质膜,而先用NH_3氮化再淀积SiN_x的样品比直接淀积SiN_x的样品界面性能明显改善,界面态密度降低到1～2×10^(11)eV^(-1) cm^(-2)。

PECVD SiO_2薄膜内应力研究

研究了等离子体增强化学气相淀积(PECVD)法生长SiO2薄膜的内应力。借助XP-2型台阶仪和椭偏仪测量计算了SiO2薄膜的内应力,通过改变薄膜淀积时的工艺条件,如淀积温度、气体流量、反应功率、腔体压力等,分析了这些参数对SiO2薄膜内应力的影响。同时讨论了内应力产生的原因以及随工艺条件变化的机理,对工艺条件的优化有一定参考价值。

用PECVD制备高抗腐蚀性能SiN_x薄膜的工艺研究

研究了一种可抗高温强碱溶液腐蚀的氮化硅薄膜的等离子增强化学气相淀积(PECVD)生长工艺。通过X射线光电子能谱(XPS)、椭圆偏振仪、湿法腐蚀等手段分析了所生长薄膜的元素含量、折射率、抗腐蚀特性等性质随淀积工艺条件的改变所产生的变化。制备出的氮化硅薄膜可在高温强碱溶液(70℃、33.3%KOH溶液)中支撑12h而无明显变化,并实现自支撑全镂空薄膜。

低介电常数非晶氟碳薄膜光谱表征

以C4 F8 和CH4 为原料气 ,通过等离子体增强化学气相淀积的方法制备了非晶氟碳薄膜 ,在实验条件下所得薄膜的介电常数为 2 3。薄膜的傅里叶变换红外光谱表明该薄膜中除了含有CFn(n=1～ 3)基团外 ,还含有少量的 CO ,CC 等不饱和双键 ,没有迹象表明C—H和O—H的存在。X射线光电子能谱进一步证明了薄膜中的碳元素有六种不同的化学状态分别为CF3 (8% )、CF2 (19% ) ,CF(2 6 7% )、C—CFn(4 2 5 % ) ,C—C(3 3% )和CO (0 5 % ) ,表明薄膜中大约 5 4%的碳原子与氟成键 ,大约 43%的碳原子不是与氟成键 ,而是与碳氟基团CFn 中的碳原子成键 ,毗连的两个碳原子上均没有氟参与成键的几率很小。

PECVD SiC薄膜的应力控制及抗腐蚀特性研究

运用低温的PECVD方法进行了SiC薄膜的制备,通过改究工艺参数对SiC薄膜应力的影响,制备出低应力的SiC薄膜.研究了退火工艺、离子注入工艺对薄膜应力的影响,使得薄膜应力可控制,将无定形态的SiC变成微晶态SiC;解决了厚膜在高温退火下破裂的问题,将SiC薄膜的电阻率降低到10Ω·cm的量级.对SiC的抗腐蚀特性进行了研究,对比了多种湿法、干法对SiC的腐/刻蚀速率.成功地将制备的低应力SiC薄膜用于MEMS器件的抗腐蚀保护.

PECVD氮化硅薄膜制备工艺研究

通过原子力显微镜和台阶仪观察测试PECVD氮化硅薄膜的表面形貌及其在HF缓冲液中的被腐蚀速率,研究了用SiH4和NH3作反应气体时,影响PECVD氮化硅薄膜均匀性、致密性、淀积速率、被腐蚀速率的几个关键因素,并对一些常用的工艺参数进行了总结.

无氨氮化硅薄膜在MEMS硅腐蚀中的应用

研究了等离子体增强化学汽相淀积(PECVD)生长的无氨氮化硅薄膜作为掩蔽层在MEMS硅腐蚀工艺中的应用。比较了PECVD不同工艺条件(衬底温度和功率)以及不同四甲基氢氧化铵(TMAH)硅腐蚀液温度对无氨氮化硅薄膜硅腐蚀掩蔽效果的影响。通过优化无氨氮化硅薄膜生长条件和硅腐蚀液温度,得到了高质量的氮化硅薄膜,颗粒以及针孔密度较少,0.2μm以上颗粒度小于100,提高了硅腐蚀掩蔽选择比。实验结果显示优化生长条件的氮化硅薄膜(衬底温度350℃,功率30 W),在85℃的TMAH硅腐蚀液中,硅的腐蚀速率为68μm/h,氮化硅薄膜腐蚀速率为33.2 nm/h,硅与氮化硅的腐蚀选择比为2 048,满足MEMS体硅腐蚀工艺对于掩膜特性的要求。

集成电路钝化层薄膜的纳米力学性质研究

利用等离子体增强化学气相淀积工艺在p型单晶硅(111)衬底上制备了厚度为70、150、450nm的SiO2薄膜和100、1702、20 nm的Si3N4薄膜,并使用纳米压入仪对薄膜进行了纳米力学测试与分析.薄膜在不同载荷下的硬度和弹性模量计算采用Oliver-Pharr方法.在测量两种薄膜的硬度时没有发现压痕尺寸效应.SiO2薄膜的弹性模量与压入深度的依赖关系不明显,但与薄膜厚度的依赖关系较明显,薄膜厚度的增加将导致弹性模量显著减小,而Si3N4的弹性模量与薄膜厚度的依赖关系不明显,但与压入深度的依赖关系较明显,会随着压入深度的增加而逐渐增加到某一定值.

ICPECVD法低温制备氧化硅薄膜的致密性

以SiH_4和O_2作为反应气体,利用电感耦合等离子体增强型化学气相淀积（ICPECVD）技术在100~200℃内制备了氧化硅薄膜,采用HF酸腐蚀速率法来表征其致密性,并通过正交试验设计的方法研究了射频功率、反应室压强和衬底温度三个关键工艺参数对氧化硅薄膜致密性的影响,并对结果进行了优化。实验数据的方差分析结果表明,影响氧化硅致密性的工艺参数主次顺序为衬底温度、射频功率和反应室压强,并得到了各因素对氧化硅致密性的影响趋势,同时讨论了其影响机理。最后得出了制备氧化硅薄膜的最优化工艺参数组合。

PECVD形成纳米级薄膜界面陷阱的物理模型

采用雪崩热电子注入技术研究了纳米级富氮 Si Ox Ny 薄膜界面陷阱的物理模型。证实了 PECVDSi Ox Ny 薄膜中界面陷阱来源于悬挂键的物理模型。观察到该纳米膜内存在着受主型电子陷阱 ,随着注入的增长 ,界面上产生的这种陷阱将起主导作用。发现到 Dit随雪崩热电子注入剂量增加而增大 ,禁带上半部 Dit的增大较下半部显著。指出了雪崩注入过程中在 Si Ox Ny 界面上产生两种性质不同的电子陷阱 ,并给出它们能级位置及密度大小关系。揭示出 PECVD法形成的这种纳米膜与快速热氮化制备的薄膜中、氮氧含量不同、界面陷阱特性变化不一样 ,并从薄膜氮化机制予以物理解析。给出了 PECVD形成纳米级薄膜的优化工艺条件 。

富氮SiO_xN_y膜的电子注入特性

通过施加直流电压于P型SiOxNy 薄膜 ,使热电子注入到薄膜而引起薄膜电学参数的改变 .测试了薄膜在电子注入前后电学参数的变化 ,以研究薄膜的电子注入特性 ,探求薄膜的抗电子注入能力与制备工艺之间的关系 .结合俄歇电子能谱和红外光谱分析膜的微观结构 ,对薄膜的电子注入特性进行了理论分析与讨论 .

亚微米间距PECVD填隙工艺研究

将半导体制造中常规的等离子增强化学气相淀积(PECVD)SiO_2工艺和等离子反应离子刻蚀(RIE)SiO_2工艺结合起来,利用三步填充法实现亚微米间距的金属间介质填充制作。此方法有效解决了常规微米级等离子增强化学气相淀积工艺填充亚微米金属条间隙的空洞问题。实验结果表明,在尺寸大于0.5μm的金属条间隙中没有发现介质填充的空洞问题。空洞问题的解决,使得"三步填充法"的介质填充技术在工艺中能够实用化,并应用到亚微米多层金属布线工艺当中。