發(fā)布時間：2018-11-29 10:47

【摘要】：采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù),以SiH_4、NH_3和N_2為反應(yīng)氣體,研究氮氣對制備氮化硅薄膜及其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)影響.研究結(jié)果表明,利用PECVD沉積非晶SiNx薄膜時,薄膜中含有大量以Si-H和N-H鍵存在的H+離子,當(dāng)其鍵合斷裂時,大量H從膜中擴(kuò)散出來并與其他雜質(zhì)和缺陷發(fā)生反應(yīng),在沉積SiNx薄膜的過程中形成H空位,H以氫-空位對方式迅速擴(kuò)散,完成鈍化過程,導(dǎo)致薄膜致密性降低.適當(dāng)增加氮流量,導(dǎo)致薄膜中N/Si比增大,Si-Si鍵濃度減少,Si-N鍵濃度增加,并出現(xiàn)輕微的藍(lán)移;繼續(xù)增加氮流量,薄膜逐漸呈富N態(tài),伴隨缺陷態(tài)增多,輻射增強(qiáng),導(dǎo)致光學(xué)帶隙迅速展寬,帶尾態(tài)能量逐漸減小;當(dāng)?shù)髁枯^高時,薄膜中形成了包埋在非晶SiNx中的Si_3N_4晶粒,實現(xiàn)了從非晶SiNx薄膜向包含Si_3N_4小晶粒薄膜材料的演變過程.
[Abstract]:The effects of nitrogen on the structure and properties of silicon nitride thin films were studied by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique with SiH_4,NH_3 and N2 as reaction gases. The results show that when amorphous SiNx films are deposited by PECVD, the films contain a large number of H ions in the presence of Si-H and N-H bonds. When the films are bonded and broken, a large amount of H diffuses out of the films and reacts with other impurities and defects. During the deposition of SiNx thin films, H vacancies were formed, and H diffused rapidly in the form of hydrogen-vacancy pairs, which resulted in the reduction of the densification of the films. The proper increase of nitrogen flow rate leads to the increase of N/Si ratio, the decrease of Si-Si bond concentration, the increase of Si-N bond concentration and the slight blue shift. With the increase of nitrogen flow rate, the film becomes N-rich, accompanied by the increase of defects and radiation, which leads to the rapid broadening of the optical band gap and the decrease of the energy of the band tail state. When nitrogen flow rate is high, Si_3N_4 grains embedded in amorphous SiNx are formed in the films, and the evolution process from amorphous SiNx thin films to small grain Si_3N_4 thin films is realized.
【作者單位】： 內(nèi)蒙古師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院功能材料物理與化學(xué)自治區(qū)重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(51262022)
【分類號】：TB383.2

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2364787