Технологии получения тонких пленок нитрида кремния для микроэлектроники и микросистемной техники. Часть 8.
27.06.2019

   В журнале "Нано- и микросистемная техника" (2019, №6) опубликована статья Васильева В.Ю."Технологии получения тонких пленок нитрида кремния для микроэлектроники и микросистемной техники. Часть 8. Влияние водорода в пленках на их свойства / НМСТ, 2019, Т. 21, №6, С. 352 - 367.

   Рассмотрено влияние водорода в составе тонких пленок нитрида кремния (ТПНК) на их свойства. Приведены количественные температурные зависимости концентрации водорода с концентрациями в ТПНК от 5 до 40 ат. % в зависимости от метода получения. Проанализированы данные о влиянии последующих за получением ТПНК термических обработок при длительном и быстром термических отжигах на концентрацию водорода и основные свойства ТПНК. Рассмотрены технологические подходы по управлению концентрацией водорода в пленках, получаемых методом плазмохимического осаждения с участием моносилана, аммиака и азота при низких температурах. При термообработках выделение молекулярного водорода из таких пленок происходит в интервале 400...800 °С как в окружающую среду, так и в нижележащие материалы. С понижением содержания водорода в ТПНК начало его выделения происходит при более высоких температурах. Термообработки ТПНК приводят к изменениям структуры и физико-химических свойств пленок, в том числе показателя преломления и плотности пленок, скорости растворения в жидкостных травителях.

Ключевые слова: нитрид кремния, тонкие пленки, присутствие водорода, выделение водорода при нагревании, интегральные микросхемы, микросистемная техника

   The topic of the article is the influence of hydrogen in the silicon nitride thin films (SNTF) on their properties. The author presents the quantitative temperature dependences of the concentration of hydrogen with the concentrations in SNTF from 5 up to 40 at% depending on the method of preparation. The data are analyzed on the effects of the after SNTF deposition thermal treatments during the long-term and rapid thermal annealings on the hydrogen concentration and the basic properties of SNTF. Technological approaches for control of the concentration of hydrogen in the films obtained by plasma chemical deposition involving monosilane, ammonia and nitrogen at low temperatures are considered. During the thermal treatments, the out-diffusion of the molecular hydrogen from such films occurs in the range of 400...800 °C both into the environment and into the underlying materials. With a decrease of the content of hydrogen in SNTF, the beginning of its out-diffusion occurs at higher temperatures. The thermal treatment of SNTF leads to changes in the structure, physical and chemical properties of the films, including the refractive index and density of the films, and the dissolution rate in liquid etchants.

Keywords: silicon nitride, thin films, presence of hydrogen, out-diffusion of hydrogen during thermal treatment, integrated circuits, microelectromechanical systems

Скачать PDF

DOI: 10.17587/nmst.21.352-367