氮氣流量對非晶SiNx到含有Si3N4晶粒的富硅-SiNx薄膜轉(zhuǎn)變的影響

摘要：基于等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù),應(yīng)用高純硅烷和氮氣為反應(yīng)氣體,通過設(shè)置氮氣流量分別為100sccm、200sccm、300sccm和400sccm四個梯度,研究非晶SiNx到含有Si3N4晶粒的富硅SiNx薄膜材料轉(zhuǎn)變的影響,并利用傅里葉紅外變換譜、紫外-可見光譜和X射線衍射譜對薄膜樣品結(jié)構(gòu)進行表征.結(jié)果表明,隨著N2流量的增加,SiNx薄膜中氮原子濃度減小,Si-N鍵密度減小,Si-H鍵密度增加,薄膜中出現(xiàn)Si-Si鍵并且密度逐漸增加,非晶SiNx逐漸向富硅SiNx薄膜轉(zhuǎn)變.同時薄膜光學(xué)帶隙逐漸變大,缺陷態(tài)密度增加,微觀結(jié)構(gòu)的有序度減小,也說明N2的增加對富硅SiNx薄膜產(chǎn)生有促進作用.此外,薄膜內(nèi)出現(xiàn)了Si3N4結(jié)晶顆粒,且晶粒尺度隨著N2流量增加而減小,進一步說明薄膜從非晶SiNx逐漸向含Si3N4結(jié)晶顆粒的富硅SiNx轉(zhuǎn)變.該實驗證明了采用PECVD技術(shù)制備SiNx薄膜時,通過控制N2流量,有助于薄膜從非晶SiNx逐漸向含有結(jié)晶的Si3N4的富硅SiNx薄膜轉(zhuǎn)變.