沉积SiN—沉积氮化硅

氮化硅图片说明

射频驱动基板电极

• 沉积温度：20-100 oC
• 低压（小于 10 毫托），为了最好的电学品质
• 无NH3的工艺过程
• 速率：5-100 纳米/分钟
• 在6英寸晶片上良好的均匀性
• 击穿场强大于4 ×106 伏/厘米
• 折射率可在1.77至2.54范围内调整
• 应力小于100 兆帕
• 膜应力可在25兆帕压应力至25兆帕张应力范围内变化（无外加偏压）
• 红外透射谱无N-H键吸收峰

感应耦合等离子体化学气相沉积 SiN

• 保形沉积
• 同一批次的均匀性公差在± 2 - 4 %
• 沉积速率一般为10-15 纳米/分钟，最大100纳米/分钟
• 折射率典型值2.0，但可在1.8至2.5范围内调控
• 薄膜应力在-1 GPa 至 +0.5 GPa范围内完全可控
• 缓冲氢氟酸（5：1）腐蚀速率小于30 纳米/分钟
• 氢氧化钾腐蚀速率小于0.5 nm/分钟
• 针孔/颗粒密度小于0.1/平方厘米

无氨气等离子体增强化学气相沉积氮化硅

• 沉积温度250-350 oC
• 沉积速率7-12 纳米/分钟
• 折射率 2.00
• 薄膜厚度变化（十字工作台）小于± 3%
• 薄膜厚度变化（每次工艺过程之间）小于± 2%
• 折射率变化（十字工作台）小于± 1%
• 折射率变化（每次工艺过程之间）小于± 1%
• 腐蚀速率（1：20 氢氟酸：去离子水）小于 20纳米/分钟*
• 混频条件下，击穿场强大于8.5 ×106 伏/厘米 应力小于50 兆帕
• 适合于330oC在InP层上进行等离子体增强化学气相沉积
• 甚至在低沉积温度（大约100 oC）下也能产生出稳定的薄膜性质
• 采用可选的双频（高频和低频）技术实现对应力的控制

* 在330 oC，更高的温度工艺提供更低的缓冲氢氟酸腐蚀速率，但是不推荐InP基晶片使用

• PECVD
• ICP CVD
• 离子束
• 注释

PECVD of Silicon Nitride

• 速率：5-100 纳米/分钟
• 在6英寸晶片上良好的均匀性
• 折射率可在1.77至2.54范围内调整

PECVD of SiN - Ammonia free

• 沉积速率一般为7-12 纳米/分钟
• 折射率2.0
• 折射率变化（十字工作台）小于± 1%
• 折射率变化（每次工艺过程之间）小于± 1%

 

感应耦合等离子体化学气相沉积 SiN

• 同一批次的均匀性公差在± 2 - 4 %
• 沉积速率10-15 纳米/分钟，最大100纳米/分钟
• 折射率典型值2.0，但可在1.8至2.5范围内调控

使用反应离子束溅射沉积（RIBD）技术沉积氮化硅（Si3N4） 工艺参数 在Ionfab300Plus (LC)中进行Si3N4的RIBD沉积 预清洁：35cm的源可以对最大200mm的衬底进行预清洁 沉积用气体：Ar，N2 最大直径200mm的晶片
	Ionfab 300Plus

性能参数总结：  

处理室基本气压a	<3e-7 Torr
进样基本气压b	<1e-5 Torr

a. 经12小时80°C的烘烤。
b. 进样泵在3分钟内下降到6E-5Torr。样品装载时间小于5分钟，也就是从进样到处理托盘的进样泵气压下降的时间。

工艺参数
1. 衬底旋转和倾斜的Si3N4 沉积。 

参数/工艺	Si3N4 沉积
靶(尺寸=200mm)	Si3N4
反应气体	Ar+N2
沉积速率[nm/min]	0.5到4nm/min
8”晶片的均匀性[±%]1, 2	<±2%
重复性[±%]	<±3
应力(压缩)2	<500MPa

注释：
1. 边缘5mm范围除外
2. 在沉积速率为最大值的50％以下时可以保证应力和均匀性的结果

附加注释：
1. 以上给出的数据对应于高频薄膜。
2. 低应力值的测量精度高度依赖于以下条件：

• 薄膜沉积前后晶片曲率的测量精度
• 应力测量所用的晶片的品质和预应力处理
• 要求薄膜厚度足够厚(>5000Å)以便得到可精确测量的晶片曲率

3. 以上结果是在硅衬底上进行实验得到的。
4. 进行下一次处理前，需要对处理室进行清洁和调节，以获得最优的重复性。推荐的最小调节厚度为2000-3000A。牛津仪器公司将依据客户系统的应用和目的，为其提供详细的处理室清洁和调节流程。

5. 均匀性测量标准定义：

晶片内部均匀性测量如下图所示5个点的数据：	不同批次的均匀性(重复性)通过求取连续5个批次的晶片的平均值获得。
	折射率均匀性的计算方法如下： 折射率均匀性的计算方法如下：