роцесі 3, при Т=400 ° С містять 25 ат. % Н, при Т=480 ° С - 16 ат. % Н, при Т=550 ° С - 13 ат. % Н [8].
Вміст водню в плівці нітриду кремнію є критичним, оскільки сприяє зменшенню терміну служби і деградації характеристик КМОП ІМС. Було виявлено, що водень здатний дифундувати з пассіваціонного шару до межі розділу Si - подзатворного оксид, осідати і створювати там пастки для носіїв заряду, зменшуючи їх час життя. Однак, щоб водню потрапити в подзатворного оксид, йому спочатку необхідно перейти із зв'язаного стану (Si-Н або NH) в нитридной плівці у вільний стан. І так як енергія зв'язку Si-H багато менше енергії зв'язку NH, то ставлення Si-H/NH набагато істотніше з погляду деградації пристрою, ніж власне сам зміст водню в обложеної плівці.
Водень може також впливати на міграцію механічних напружень з шару нітриду кремнію. Високий рівень механічних напружень відповідає великому вмісту водню в плівці. Крім того, водень в нитридной плівці може хімічно реагувати з атомами алюмінію при підвищених температурах з утворенням порожнеч в алюмінієвій металізації.
Домогтися менших значень механічної напруги і концентрації водню (за рахунок зменшення Si-H зв'язків) в плівках нітриду кремнію можна, не тільки підвищуючи температуру осадження, але, збільшуючи іонну бомбардування поверхні в процесі осадження за допомогою добавки низькочастотної складової в плазмовий процес. Низький вміст Si-H зв'язків крім того, що уповільнює деградацію пристроїв, робить можливим проходження УФ випромінювання через такі нітрідние плівки, які знаходять застосування в стираних програмованих постійних запам'ятовуючих пристроях (EPROM).
Плівки нітриду кремнію, осажен?? енние в плазмоактівірованних процесах, в основному використовуються як дифузійні бар'єри, стопорні шари при хіміко-механічної планарізаціі і травленні плівок оксиду кремнію і в якості шарів фінішної пасивації кристалів ІМС. Також вони можуть бути використані при формуванні самосовмещенних контактів (self alignment contacts - SAC) і спейсеров (spacers) з мінімальним забрудненням металами.
Унікальною здатністю плазмоактівірованних процесів ХОГФ є можливість варіації складу (композиції) загрожених плівок від нітриду кремнію до оксиду кремнію шляхом зміни потоку закису азоту (N 2 0), який додається до газової суміші SiH 4/NH 3. Результуючі плівки називаються оксинитрида кремнію (ОНК) (oxynitride silicon - ONS) і мають склад SiO x N y. Крім того, плівки ОНК можуть бути отримані в результаті реакції
ВЧ плазма
4 (g) + N 2 0 (g) + He (g)? SiO х N y (s) + He (g),
в газове середовище якої додається гелій для підвищення стабільності плазми розряду і рівномірності осадження плівок. Такі плівки мають поліпшену стабільністю, зменшеним вмістом водню і низькими механічними напруженнями в порівнянні з плазмохімічному плівками нітриду кремнію (РЕ CVD Si x N y H z).
1.3 Плазмохимическое осадження і реактивне розпорошення
Група методів плазмохимического осадження та реактивного розпилювання плівок нітриду кремнію задовольняє температурним режимам, обумовленим застосуванням полімерного матеріалу «жертовного» шару, і один з цих методів використаний в даній роботі [1]. У методах плазмохимического осадження в якості вихідних реагентів застосовують, як правило, моносилан, азот та/або аміак. Загальна схема синтезу нітриду кремнію в таких системах включає наступні реакції:
4 + NH 3? Si x N y H z + Н 2
SiH 4 + N 2? Si x N y H z + H 2
Методи даної групи класифікуються за способом генерації плазми. Найбільшого поширення набули системи з ємнісне-зв'язаною плазмою, з індуктивно-зв'язаною плазмою, а також з НВЧ - плазмою на базі ЕЦР.
У методах, що реалізуються за допомогою ємнісне-зв'язаної плазми, тліючий розряд виникає між двома електродами, горизонтально розташованими всередині реактора, причому підніжки можуть бути розташовані як на нижньому електроді при температурі близько 573 ° С, так і на деякій відстані нижче нижнього електрода (метод віддаленого плазмохимического осадження). При цьому підкладки, розташовані на нижньому електроді, під час осадження перебувають у прямому контакті з плазмою, піддаючись, таким чином, впливу високоенергетичних іонів і ультрафіолетового випромінювання, в результаті чого формуються плівки нітриду кремнію, що містять пори. Методи віддаленого плазмохимического осадження позбавлені даного недоліку. При осадженні може застосовуватися різна частота електричного поля, збудливого плазму: низька частота ( lt; 1 МГц), висока частота (як правило, 13,56 МГц), а також двочастотні системи із застосуванням як низькою, так і високої частоти, що істотно позначається на властивос...
