氢化非晶氮化硅薄膜的光学特性研究

采用螺旋波等离子体增强化学气相沉积 (HWP -CVD)技术以SiH4 和N2 为反应气体沉积了氮化硅 (SiN)薄膜 ,利用傅里叶红外吸收谱 (FTIR)、紫外 -可见透射谱 (UV -VIS)等对薄膜的键合结构、光学带隙等参量进行了测量与分析 .结果表明 ,采用HWP -CVD技术能在较低的衬底温度下制备低H含量的SiN薄膜 ,所沉积的薄膜主要表现为Si -N键合结构 .适当提高N2 /SiH4 比例将有利于薄膜中H含量的降低 .

氢对非晶氮化硅薄膜键合结构和光学吸收特性的影响

采用对靶磁控反应溅射技术以H2和N2为反应气体在不同氢气流量（15-25Sccm）条件下制备了氢化非晶氮化硅（a-SiN：H）薄膜，并利用傅立叶红外透射光谱（FTIR）和紫外一可见透射光谱（UV-VIS）对薄膜的键合结构和光学吸收特性进行了分析。结果表明，氢气流量20Sccm时薄膜中氢的键密度最大，薄膜无序度最减小；薄膜的光学带隙Eg和E04逐渐增大。薄膜原子间键合结构和薄膜有序性的变化可归因于反应溅射过程中氢气的钝化和刻蚀作用。

反应气压对氢化非晶氮化硅薄膜的发光特性影响

采用螺旋波等离子体增强化学气相沉积(HWP-CVD)技术制备了氢化非晶氮化硅(a-SiNx:H)薄膜,利用光致发光谱(PL)和傅里叶红外吸收谱(FTIR)研究了不同气压条件下所形成薄膜的发光特性.结果表明,在较高气压条件下,所沉积薄膜的发光峰位在2.5eV附近;减小气压使薄膜的沉积速率下降,其内部原子微观结构发生变化,薄膜的发光峰位在3.05eV处,其半高宽为1.48eV.

高速沉积氮化硅薄膜对其化学键及性能的影响

采用等离子增强型化学气相沉积法(RF-PECVD),源气体为NH3/SiH4/N2的混合气体,在330℃的温度下沉积a-SiNx∶H薄膜。研究表明在反应气体流量一定的情况下,反应腔气压对薄膜沉积速率影响最大。采用Fourier红外吸收光谱技术分析a-SiNx∶H薄膜中化学键结构,随着沉积速率的提高,薄膜的化学键结构发生变化,N—H键含量和氮含量增大,Si—H键含量和氢含量降低。薄膜沉积速率是影响薄膜物理和光学性质的重要工艺参数。禁带宽度(E04)主要受薄膜中氮原子含量的调制,随着沉积速率增大,氮原子含量增大。另外,介电常数和折射系数则随之增大。最后得到满足薄膜晶体管性能要求的最佳工艺参数。

PECVD a-SiNx:H的~1H NMR研究

用质子核磁共振（1HNMR）方法对等离子体化学气相淀积非晶氢化氮化硅薄膜（PECVD－α－SiNx：H）进行测量，分析膜中H的含量和分布与淀积温度、射频功率等工艺条件的关系，以及退火的影响。

a-SiN:H薄膜的对靶溅射沉积及微结构特性研究

采用对靶磁控反应溅射技术以N2和H2为反应气体在硅(100)和石英衬底上制备了氢化非晶氮化硅(a-SiN:H)薄膜.利用台阶仪、原子力显微镜、紫外-可见(UV-VIS)光吸收和傅里叶红外透射光谱(FTIR)对薄膜沉积速率、微观结构及键合特性进行了分析.结果表明,利用等离子反应溅射可在较低衬底温度条件下(Ts<250℃)实现低表面粗糙度和高光学透过率的a-SiN:H薄膜制备.增加衬底温度可使薄膜厚度减小,薄膜光学带隙Eg提高,薄膜无序度减小.FTIR分析结果表明,薄膜主要以Si-N,Si-H和N-H键合结构存在,随衬底温度增加,薄膜中的键合氢含量减小,而整体键密度和Si-N键密度增加.该微观结构和光学特性的调整可归因衬底温度升高所引起的衬底表面原子迁移率和反应速率的增加.