專利名稱：一種改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件薄膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法。
背景技術(shù)：
薄膜應(yīng)力的大小直接影響著材料與器件的形貌，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致膜層翹曲、破裂，甚至使 器件發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞。不僅如此，薄膜應(yīng)力還可能對(duì)材料的性能產(chǎn)生巨大影響。例如，近年半 導(dǎo)體制造中廣泛應(yīng)用的應(yīng)變硅技術(shù)，就是利用一定程度的雙軸、或單軸薄膜應(yīng)力(一般是舒 張壓)作用，使硅的電子和空穴等載流子遷移率都大幅提高，由此導(dǎo)致器件運(yùn)行速度的提升 和能耗的降低(參見(jiàn)M. Leong， B, Doris, J. Kedzierski, K. Rim, M. Yang, Science, 306, 2057-2060 (2004)文獻(xiàn))。所以，薄膜應(yīng)力控制己成為影響半導(dǎo)體器件制造成敗、及性能高低的關(guān)鍵性因 素之一。
傳統(tǒng)上，薄膜應(yīng)力一般通過(guò)條件優(yōu)化法來(lái)控制即通過(guò)系統(tǒng)地改變薄膜沉積生長(zhǎng)條件， 包括電源功率、反應(yīng)氣體種類、壓強(qiáng)、沉積溫度、時(shí)間、速率、襯底等，實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜應(yīng)力的 控制。2007年4月4閂公布的A.K.霍奇伯格等人的中國(guó)專利CN 1940132A描述了一種此類 方法，與普通采用硅烷反應(yīng)氣不同，作者采用一種新的反應(yīng)氣體(氨基硅烷)，制備出具有低 氫濃度、低雜質(zhì)污染的氮化硅薄膜，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜應(yīng)力的控制。2003年1月8日公布的于 中堯的中國(guó)專利CN 1389589A則描述了一種通過(guò)往反應(yīng)氣體中加入氬氣等稀釋用惰性氣體的 方法，利用LPCVD技術(shù)制備出應(yīng)力受控的超厚氮化硅薄膜。條件優(yōu)化法的優(yōu)點(diǎn)是生長(zhǎng)設(shè)備 及方法簡(jiǎn)單，易于采用，缺點(diǎn)是干擾因素多、產(chǎn)品的重復(fù)性和可比性差。
另一類用于控制薄膜應(yīng)力的方法是設(shè)備改造法即通過(guò)針對(duì)性地改變、或增加設(shè)備的某 些功能，促使薄膜的生長(zhǎng)方式及材料結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而制備出具有理想應(yīng)力的薄膜材料。 近年采用的催化式化學(xué)氣相沉積(Cat-CVD)、雙頻式等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (DF-PECVD)、離子注入薄膜等應(yīng)力控制技術(shù)都屬于此類方法。例如，2007年2月14日公 丌的柯布姆.軍等人申報(bào)的中國(guó)專利CN 1914717A，描述了通過(guò)DF-PECVD方法，改變射頻 電源的高頻-低頻比例，制備應(yīng)力受控的氮化硅薄膜。此外，1998年12月30日公開(kāi)的山本一 郎的中國(guó)專利CN 1203449A描述了采用離子直接注入到氮化硅薄膜中的方法，通過(guò)控制注入 離子的能量及劑量，控制薄膜應(yīng)力的性質(zhì)和大小。2006年1月4日公開(kāi)的阿施馬.B.査克拉瓦
爾蒂等人的中國(guó)專利CN 1716548A則描述了通過(guò)往薄膜中進(jìn)行摻雜的方法，使氮化硅等薄膜 的應(yīng)力得到控制。設(shè)備改造法的優(yōu)點(diǎn)是效果明顯，缺點(diǎn)是增加了設(shè)備成本，而且，材料生長(zhǎng) 方式的改變還可能帶來(lái)一些負(fù)面影響。例如，采用DF-PECVD技術(shù)時(shí)，由于增加了低頻下的 低能離子轟擊，雖然能降低氮化硅薄膜的張應(yīng)力，但另一方面也會(huì)因此改變薄膜的化學(xué)結(jié)構(gòu) 及光電性能；而當(dāng)采用Cat-CVD技術(shù)時(shí)(參見(jiàn)A. Masuda, H. Umemoto， H. Matsumura, Thin Solid Films, 501， 149-153 (2006)文獻(xiàn))，由于利用金屬催化劑誘導(dǎo)薄膜快速生長(zhǎng)，將不可避免 地把金屬污染引入到薄膜當(dāng)中。
2007年5月16日公丌的R.蘇亞納哈亞南.耶爾等人的中國(guó)專利CN 1964002A描述了另外 一種方法，該專利通過(guò)在兩層非晶氮化硅薄膜的中間加入一層不同應(yīng)力的中間層，以此調(diào)節(jié) 薄膜的應(yīng)力梯度，制備應(yīng)力受控的氮化硅薄膜，該技術(shù)方案屬于一種新方法，但其薄膜結(jié)構(gòu) 以及制作工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，不易應(yīng)用在器件的大規(guī)模制造中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提供一種改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，該方法克 服了現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，通過(guò)性質(zhì)相近、但應(yīng)力相反的普通薄膜的簡(jiǎn)單疊加，改善原 先陡峭的應(yīng)力梯度，能夠通過(guò)薄膜張應(yīng)力的降低使非晶氮化硅薄膜的光折射率增大，而薄膜 的硬度、楊氏模量等相應(yīng)^小，從而有效地控制特定薄膜的應(yīng)力，制備出內(nèi)應(yīng)力較低的低應(yīng) 力氮化硅薄膜，提高了薄膜的工作性能，降低了原料成本，適宜大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明所提出的技術(shù)問(wèn)題是這樣解決的提供一種改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其 特征在于，在襯底上設(shè)置一層具有壓應(yīng)力的非晶二氧化硅過(guò)渡層，然后在所述過(guò)渡層上再設(shè) 置一層具有張應(yīng)力的非晶氮化硅膜。
按照本發(fā)明所提供的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，制備過(guò)程如下
① 清洗襯底，干燥后放入抽為真空的反應(yīng)器中；
② 在襯底的表面，用SiH4和N20作為反應(yīng)氣體，利用反應(yīng)器生長(zhǎng)一層非晶二氧化硅過(guò) 渡層；
◎在非晶二氧化硅過(guò)渡層的表面，用SiH4和NH3作為反應(yīng)氣體，繼續(xù)利用反應(yīng)器在非 晶二氧化硅過(guò)渡層上生長(zhǎng)一層非晶氮化硅膜，形成氮化硅與二氧化硅復(fù)合的雙層膜結(jié) 構(gòu)；
冷卻至室溫后，從反應(yīng)器中取出待用。
4
按照本發(fā)明所提供的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，所述襯底為單晶硅 片、Si02/Si、聚合物(Polymer)膜、玻璃、陶瓷和金屬襯底中的一種。
按照本發(fā)明所提供的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，所述反應(yīng)器為等離 子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)系統(tǒng)或低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)系統(tǒng)、超高真空化學(xué) 氣相沉積(UHVCVD)系統(tǒng)等。
按照本發(fā)明所提供的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，所述非晶二氧化硅 過(guò)渡層的厚度為50 1500nrn，最佳為50nm、 100nm、 150nm、 200nm、 250nm、 300nm、 400讓、500 nm、 600腦、700nm等。
按照本發(fā)明所提供的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，所述非晶氮化硅膜 的厚度為50~1000腦，最佳為50證、100腿、200 nm、 300 nm、 400 nm、 450腦、500 nm、 600證、700腦、800證等。
按照本發(fā)明所提供的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，當(dāng)采用PECVD反 應(yīng)器時(shí)，非晶二氧化硅過(guò)渡層和非晶氮化硅膜的生長(zhǎng)溫度為150~400°C，最佳為250 °C 、 300 。C等。
本發(fā)明構(gòu)造由一定厚度的具有張應(yīng)力的氮化硅與壓應(yīng)力的二氧化硅所組成的復(fù)合雙層 膜，使氮化硅薄膜的內(nèi)應(yīng)力從強(qiáng)的張應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槿醯膲簯?yīng)力，薄膜應(yīng)力得到有效控制，更重 要的是，利用應(yīng)力的改變迫使氮化硅薄膜的化學(xué)鍵強(qiáng)度、密度等發(fā)生變化，由此導(dǎo)致氮化硅 薄膜在化學(xué)成分、鍵種類等不變的前提下，其力學(xué)及光學(xué)等性能均發(fā)生相應(yīng)改變。本發(fā)明沒(méi) 有改變材料的生長(zhǎng)條件，也沒(méi)有增加任何輔助設(shè)備，易于控制、效果明顯，所以，本發(fā)明提 供一種改變薄膜物理性能的新途徑。


圖1是實(shí)施本發(fā)明的應(yīng)力受控的復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)示意圖2是薄膜生長(zhǎng)后硅片曲率的臺(tái)階儀測(cè)量結(jié)果A、 二氧化硅單層膜，B、氮化硅單層 膜，C、氮化硅/二氧化硅復(fù)合雙層膜；
圖3是采用Raman光譜測(cè)量驗(yàn)證薄膜應(yīng)力變化的結(jié)果A、不同薄膜在520cm—1附近的 Si-Si峰，B、不同薄膜在80 520cm"范圍的Raman光譜；
圖4是采用納米壓痕法驗(yàn)證薄膜硬度、楊氏模量等力學(xué)性能發(fā)生變化的結(jié)果A、氮化 硅單層膜，B氮化硅/二氧化硅復(fù)合雙層膜。
其中，1、襯底，2、 二氧化硅過(guò)度層，3、氮化硅膜。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
本發(fā)明的指導(dǎo)思想是在復(fù)合雙層薄膜結(jié)構(gòu)中，通過(guò)下層非晶二氧化硅過(guò)渡層2的壓應(yīng)力， 抑制表層非晶氮化硅膜3的張應(yīng)力，制備出低應(yīng)力復(fù)合薄膜，如圖1所示。本發(fā)明的制備實(shí) 施例如下①選用硅晶圓片作為薄膜生長(zhǎng)的襯底1，先用Piranha溶液處理和去離子水清洗， 然后用稀的氫氟酸溶液浸泡，用氮?dú)獯蹈珊?，放入等離子體增強(qiáng)(PECVD)系統(tǒng)中，抽真空; ②在硅襯底的表面，用SiH4和N20作為反應(yīng)氣體，利用PECVD在300 °C下生長(zhǎng)一層厚度為 50~1500nm的非晶二氧化硅過(guò)渡層2;③在二氧化硅過(guò)度層2的表面，用S識(shí)4和NH3作為反 應(yīng)氣體，繼續(xù)利用PECVD在300。C下生長(zhǎng)一層厚度為5(M000nm的非晶氮化硅膜3，形成 氮化硅與二氧化硅復(fù)合的雙層膜結(jié)構(gòu)；④樣品冷卻至室溫后，把樣品從PECVD系統(tǒng)取出， 二氧化硅過(guò)渡層2的引入，使氮化硅薄膜3的應(yīng)力得到有效控制，在張應(yīng)力和壓應(yīng)力范圍內(nèi) 可調(diào)。
上述制備實(shí)施例的具體工藝包括(1)薄膜生長(zhǎng)襯底的準(zhǔn)備選用4英寸Si (100)硅片 作為薄膜的生長(zhǎng)襯底，實(shí)驗(yàn)前，先用Piranha溶液(濃硫酸:過(guò)氧化氫=7:3 (體積比))于80°C 下處理10分鐘，用去離子水沖洗干凈，然后在濃度為1.5:10的氫氟酸(HF)溶液中室溫下 浸泡90秒，最后用高純氮?dú)獯蹈晒杵?，立即轉(zhuǎn)移到PECVD系統(tǒng)的預(yù)真空室中，抽真空；(2) 二氧化硅過(guò)渡層的生長(zhǎng)當(dāng)預(yù)真空室的壓強(qiáng)達(dá)到4xl(^Torr后，把Si (100)襯底傳到主真空 室，襯底加熱到300 °C，溫度穩(wěn)定后，打開(kāi)射頻電源，通入硅烷(SiH4)和笑氣(N20)反 應(yīng)氣，沉積二氧化硅薄膜的典型條件為射頻頻率為13.56 MHz;功率為600 W; N20/SiH4 流量比為100/150 sccm;襯底溫度為300。C;沉積速率約2.2 nm/s;在Si (100)襯底上沉積 生長(zhǎng)105秒；沉積中主真空室的壓強(qiáng)為0.6 Torr; 二氧化硅薄膜的厚度為240 nm; (3)氮化 硅薄膜的生長(zhǎng)經(jīng)(2)步驟的二氧化硅過(guò)渡層生長(zhǎng)之后，在不暴露大氣的情況下，通入硅烷 和氨氣(NH3)反應(yīng)氣，在二氧化硅的表面繼續(xù)沉積氮化硅薄膜，沉積氮化硅薄膜的典型條 件為射頻頻率為13.56 MHz;功率為600 W; NIVSiH4流量比為200/250 sccm;襯底溫度 為30(TC;沉積速率約1.5nm/s，沉積時(shí)間為78秒；沉積中主真空室的壓強(qiáng)為0.6 Torr;氮化 硅薄膜的厚度為110 nm; (4)經(jīng)(3)步驟后，樣品在主真空室中冷卻到室溫，然后，把樣 品從真空室中取出，發(fā)現(xiàn)在襯底的表面有均勻的鏡狀暗藍(lán)色薄膜生成，即為110nm氮化硅/240
nm二氧化硅復(fù)合雙層薄膜。測(cè)量結(jié)果表明，240nm二氧化硅過(guò)渡層的引入，使110nm氮化 硅的薄膜應(yīng)力從強(qiáng)的張應(yīng)力(約+360MPa)轉(zhuǎn)變?yōu)槿醯膲簯?yīng)力(約-50MPa)。
本發(fā)明的硅片清洗不只限于采用Piranha和氫氟酸溶液，還包括采用業(yè)內(nèi)所知的其它溶液 和方法進(jìn)行的清洗。薄膜生長(zhǎng)襯底也不受特別限制，除了Si (100)硅片，還包括其它襯底， 例如其它晶向和尺寸的單晶硅片、SiCVSi、聚合物(Polymer)膜、玻璃、陶瓷、金屬襯底等 (根據(jù)襯底種類不同，采用適當(dāng)?shù)那逑垂に?，同樣可以利用類似的復(fù)合雙層或更多層膜結(jié)構(gòu) 達(dá)到薄膜應(yīng)力可控的目的。另外采用的過(guò)渡層不受特別限制，除了二氧化硅膜，可根據(jù)需要， 采用其它呈壓應(yīng)力的單層或復(fù)合薄膜，例如氮氧化硅(SiOxNy)、氧化硅(SiOx)、摻碳的氮 化硅、碳化硅中的一種或幾種薄膜，同樣可以使氮化硅膜的張應(yīng)力得到控制。
本發(fā)明中氮化硅、二氧化硅等薄膜的制備方法不只限于PECVD技術(shù)，還包括利用低壓 或減壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD、 RPCVD)、超高真空化學(xué)氣相沉積(UHVCVD)、電子束蒸 發(fā)(EBE)、原子層沉積(ALD)、磁控濺射(MS)等業(yè)內(nèi)所知的其它方法制備的氮化硅、氧 化硅等薄膜。
經(jīng)以下方法分析，可證明采用復(fù)合雙層薄膜使氮化硅薄膜的應(yīng)力發(fā)生明顯變化，并可證 明薄膜其它力學(xué)及光學(xué)等性能也發(fā)生相應(yīng)改變。
采用本發(fā)明所述的材料制備方法，制備出的低應(yīng)力復(fù)合薄膜，經(jīng)橫截面掃描電子顯微鏡 表征，表明在硅表面直接生長(zhǎng)的單層氮化硅薄膜因受到較強(qiáng)的殘余張應(yīng)力作用，薄膜表面發(fā) 生扭曲形變，形成有凸島的波浪型表面，但是，在二氧化硅過(guò)渡層上生長(zhǎng)相同的氮化硅膜時(shí)， 應(yīng)力得到有效緩解，從而制出表面均勻、平整、界面緩和的復(fù)合薄膜。薄膜應(yīng)力經(jīng)臺(tái)階儀對(duì) 硅片曲率進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，結(jié)果如圖2 (A-C)所示。根據(jù)圖2 (A-C)的曲率半徑測(cè)量結(jié)果， 以及M.P. Hughey, R.F. Cook， Journal of Applied Physics, 97,114914 (2005)文獻(xiàn)報(bào)道的Stoney公 式和相關(guān)參數(shù)，550 nm 二氧化硅(圖2A)、 110 nm氮化硅(圖2B)、禾卩110 nm氮化硅/240 nm 二氧化硅復(fù)合膜(圖3C)的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果分別為-472MPa (壓應(yīng)力)、+358 MPa (張應(yīng)力)、和 -57 MPa (壓應(yīng)力)。薄膜的應(yīng)力變化還經(jīng)過(guò)Raman光譜的測(cè)量驗(yàn)證，如圖3 (A)所示，表 明不同試樣的Si-Si峰位移的順序是氮化硅膜<氮化硅/二氧化硅復(fù)合膜<二氧化硅膜。根據(jù) 圖3 (A)的峰位移測(cè)量結(jié)果，以及H. Talaat， S. Negm， H.E. Schaffer, F. Adar， A.G Nassiopoulos, Applied Surface Science, 123/124, 742-745 (1998)文獻(xiàn)報(bào)道的應(yīng)力計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式和相關(guān)參數(shù)， 550nm二氧化硅膜、110nm氮化硅膜、110 nm氮化硅/240 nm 二氧化硅復(fù)合膜的應(yīng)力分別計(jì)算為-441MPa (壓應(yīng)力)、+378 MPa (張應(yīng)力)、和-38 MPa (壓應(yīng)力)。Raman結(jié)果與曲率測(cè) 量結(jié)果相一致，都證明本發(fā)明制備的復(fù)合雙層膜結(jié)構(gòu)能夠有效地控制薄膜應(yīng)力。Raman 80-500 cm—1譜圖(圖3B)的150 cm—1和480 cm"處的寬峰還證明，相關(guān)薄膜為非晶材料。
薄膜的光學(xué)性能經(jīng)橢圓偏振儀測(cè)量。結(jié)果顯示二氧化硅膜、氮化硅膜、氮化硅/二氧化硅 復(fù)合膜的折射率(入射光波長(zhǎng)為632.8 nm)分別為1.4681、 2.1036、和2.1258/1.4393。表明 當(dāng)?shù)璞∧さ膽?yīng)力由張應(yīng)力(+358 MPa)轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力(-57MPa)時(shí)，光折射率由2.1036 增大到2.1258; 二氧化硅膜的情況剛好相反，隨著其壓應(yīng)力強(qiáng)度的減少，光折射率由1.4681 減少到1.4393。薄膜的硬度、楊氏模量等力學(xué)性能經(jīng)納米壓痕法測(cè)量，代表性結(jié)果如圖4(A-B) 所示。結(jié)果表明，氮化硅薄膜應(yīng)力由張應(yīng)力(+358 MPa)變?yōu)閴簯?yīng)力(-57 MPa)時(shí)，薄膜 楊氏模量由226 GPa (圖4A)減少到143 GPa (圖4B)，而薄膜硬度也由36.4 GPa (圖4A) 減少到24.5 GPa (圖4B)。
概括起來(lái)，本發(fā)明利用傳統(tǒng)PECVD設(shè)備，在不改變材料的生長(zhǎng)條件、也沒(méi)有增加任何 輔助設(shè)備的前提下，僅通過(guò)薄膜組成結(jié)構(gòu)的改變(由單層膜變?yōu)殡p層復(fù)合膜)，使氮化硅薄膜 的內(nèi)應(yīng)力由強(qiáng)的張應(yīng)力(約+360MPa)明顯地轉(zhuǎn)變?yōu)槿醯膲簯?yīng)力(約-50MPa)。重要的是， 利用應(yīng)力的改變使氮化硅薄膜的化學(xué)鍵強(qiáng)度、密度等發(fā)生變化，由此導(dǎo)致薄膜的光折射率增 大，而硬度、楊氏模量等相應(yīng)減少。
本發(fā)明所描述的應(yīng)力控制材料性能的方法，不只限于可以用來(lái)控制氮化硅、氧化硅等光 電薄膜的物理性能，還可擴(kuò)展到其它的材料體系(如異質(zhì)結(jié)、超晶格、量子點(diǎn)等)，可以類似 地采用本發(fā)明的思想即通過(guò)應(yīng)力性質(zhì)相反的匹配材料疊加成復(fù)合雙層或更多層結(jié)構(gòu)，控制 材料的應(yīng)力，并由此調(diào)控相關(guān)材料的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)等物理性能；而且，本發(fā)明制備的低 應(yīng)力薄膜材料不只限于能夠應(yīng)用在非制冷紅外檢測(cè)器的懸浮微橋中，還可應(yīng)用在其它器件， 如微電子或納電子器件、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、顯微探針等。
權(quán)利要求
1、一種改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，在襯底上設(shè)置一層具有壓應(yīng)力的非晶二氧化硅過(guò)渡層，然后在所述過(guò)渡層上再設(shè)置一層具有張應(yīng)力的非晶氮化硅膜。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，制備過(guò)程如下:① 清洗襯底，干燥后放入抽為真空的反應(yīng)器中；② 在襯底的表面，用SiH4和N20作為反應(yīng)氣體，利用反應(yīng)器生長(zhǎng)一層非晶二氧化硅過(guò) 渡層；③ 在非晶二氧化硅過(guò)渡層的表面，用SiH4和NH3作為反應(yīng)氣體，繼續(xù)利用反應(yīng)器在非 晶二氧化硅過(guò)渡層上生長(zhǎng)一層非晶氮化硅膜，形成氮化硅與二氧化硅復(fù)合的雙層膜結(jié) 構(gòu)； 冷卻至室溫后，從反應(yīng)器中取出待用。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，所述襯底 為單晶硅片、Si02/Si、聚合物膜、玻璃、陶瓷和金屬襯底中的一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，所述反應(yīng)器為 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)、低壓化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)或超高真空化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，所述非晶 二氧化硅過(guò)渡層的厚度為50~1500nm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，所述非晶 氮化硅膜的厚度為50-1000 nm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，當(dāng)采用等離子 體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)時(shí)，非晶二氧化硅過(guò)渡層和非晶氮化硅膜的生長(zhǎng)溫度為150-400°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種改變薄膜力學(xué)及光學(xué)性能的方法，其特征在于，在襯底上設(shè)置一層具有壓應(yīng)力的非晶二氧化硅過(guò)渡層，然后在所述過(guò)渡層上再設(shè)置一層具有張應(yīng)力的非晶氮化硅膜。該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，通過(guò)性質(zhì)相近、但應(yīng)力相反的普通薄膜的簡(jiǎn)單疊加，改善原先陡峭的應(yīng)力梯度，能夠通過(guò)薄膜張應(yīng)力的降低使非晶氮化硅薄膜的光折射率增大，而薄膜的硬度、楊氏模量等相應(yīng)減小，從而有效地控制特定薄膜的應(yīng)力，制備出內(nèi)應(yīng)力較低的低應(yīng)力氮化硅薄膜，提高了薄膜的工作性能，降低了原料成本，適宜大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01L21/314GK101197278SQ20071005080
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者吳志明, 張良昌, 蔣亞?wèn)|, 凱 袁, 許向東 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)