本文關(guān)鍵詞： 熱絲化學(xué)氣相沉積 薄膜 氮化硅 化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)　出處：《硅酸鹽通報(bào)》2017年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：采用熱絲化學(xué)氣相沉積法,以SiH_4、NH_3、N_2為反應(yīng)氣源,通過(guò)改變氮?dú)饬髁砍练e氮化硅薄膜。通過(guò)紫外-可見(jiàn)(UV-VIS)光吸收譜、傅里葉紅外透射光譜(FTIR)、X射線衍射譜(XRD)等測(cè)試手段對(duì)薄膜的光學(xué)帶隙、鍵合特性及晶相進(jìn)行表征與分析。結(jié)果表明:薄膜主要表現(xiàn)為Si-N鍵合結(jié)構(gòu),當(dāng)N_2流量從20 sccm變化到40 sccm時(shí),熱絲能夠充分的分解N_2,薄膜中N原子過(guò)量,其周圍的Si和H能充分的與N結(jié)合。但由于N_2的解離能較高,當(dāng)N_2流量高于40 sccm時(shí),氮?dú)庠诜磻?yīng)過(guò)程中對(duì)薄膜內(nèi)的氮原子反而起到了稀釋作用,薄膜的有序程度增大,光學(xué)帶隙減小,致密性降低。當(dāng)?shù)獨(dú)饬髁窟_(dá)到150 sccm時(shí),在2θ為69.5°處出現(xiàn)了晶化β-Si_3N_4的尖銳衍射峰,其擇優(yōu)取向沿(322)晶向,且Si_3N_4晶粒顯著增大。因此,氮?dú)饬髁繉?duì)薄膜中的氮含量有顯著影響,適當(dāng)?shù)脑黾拥獨(dú)饬髁坑欣谥苽涑鰞?yōu)質(zhì)含有小晶粒β-Si_3N_4薄膜。
[Abstract]:Silicon nitride thin films were deposited by hot-filament chemical vapor deposition with SiH4H _ 4NH _ 3N _ 2 as reaction gas source and by changing nitrogen flow rate. UV-Vis absorption spectra were used. Fourier transform infrared transmission spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) were used to characterize and analyze the optical band gap, bonding characteristics and crystal phase of the films. The results show that the films mainly exhibit Si-N bonding structure, and when N _ 2 flux varies from 20 sccm to 40 sccm, The hot filament can fully decompose N _ 2, the N atom in the film is excessive, and the Si and H around it can fully bind to N. However, because of the high dissociation energy of N _ (2), when the flow rate of N _ (2) is more than 40 sccm, Nitrogen dilutes the nitrogen atoms in the film during the reaction. The order of the film increases, the optical band gap decreases and the densification decreases. When the nitrogen flow rate reaches 150 sccm, A sharp diffraction peak of 尾 -Si3N _ 4 was observed at 2 胃 = 69.5 擄. The preferred orientation of 尾 -Si _ 3N _ 4 was along the direction of 322), and the grain size of Si_3N_4 increased significantly. Therefore, nitrogen flow rate had a significant effect on the nitrogen content in the films. Proper increase of nitrogen flow rate is beneficial to the preparation of high quality 尾 -SiTi3N4 thin films containing small grains.
【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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51262022)
【分類號(hào)】：TN304.2

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7 李U，

本文編號(hào)：1518472