背景二氧化硅薄膜具有硬度大、防腐蝕性、耐潮濕性和介電性能強等優點，因此二氧化硅薄膜在半導體行業中可以用作器件的保護層、鈍化層、隔離層等。

PECVD即等離子體增強化學的氣相沉積法是借助微波或射頻等使含有薄膜成分原子的氣體電離，在局部形成等離子體，而等離子體化學活性很強，很容易發生反應，在基片上沉積出所期望的薄膜。由于PECVD可以在低溫條件下較快生長二氧化硅，所以用PECVD生長二氧化硅薄膜被廣泛應用于半導體光電子器件、集成電路等制造工藝中，而二氧化硅薄膜的致密性的好壞就直接影響著器件的性能。本次實驗為利用BOE溶液測試改變PECVD工藝參數對二氧化硅薄膜致密性的影響。

實驗

1、實驗設備：牛津Oxford PlasmaPro?100 PECVD。

2、實驗襯底：硅片。

3、實驗步驟：（1）用PECVD設備在硅片上生長不同條件的二氧化硅薄膜；（2）用橢偏儀分別測量各個條件生長的二氧化硅薄膜厚度并記錄；（3）用BOE溶液對所有實驗片進行腐蝕；（4）用橢偏儀分別測量各個條件生長的二氧化硅薄膜厚度并記錄；（5）整理所得數據。

數據整理1、不同壓力對二氧化硅薄膜的影響由以下圖表可看出隨著壓力的增高，對應反應氣體濃度增加，所以二氧化硅沉積速率變快；由于較低壓力下，機械泵可迅速將反應室中的氮氣和氫氣抽走，使生成的二氧化硅薄膜中氮氫含量更低，致密性更好，從表格中可看出致密性在600～800mt條件下為最佳。

沉積速率曲線 腐蝕速率曲線

2、不同射頻功率對二氧化硅薄膜的影響

由以下圖表可看出隨著射頻功率的增高，反應氣體中活性離子能量增加，硅離子和氧離子結合更快，所以二氧化硅沉積速率變快；同時，生成的二氧化硅薄膜中氮氫含量更低，致密性更好，從圖表中可看出致密性隨射頻功率提高而變好。

沉積速率曲線 腐蝕速率曲線

3、不同襯底溫度對二氧化硅薄膜的影響

由以下圖表可看出隨著溫度的增高，等壓下對應反應氣體濃度減小，所以二氧化硅沉積速率變慢；由于溫度較高時，反應物更容易吸附，而且薄膜中含有的H更易參與反應釋放，使生成的二氧化硅薄膜中氮氫含量更低且薄膜內缺陷較少，致密性更好，從圖表中可看出致密性隨襯底溫度提高而變好。

沉積速率曲線 腐蝕速率曲線

結語以上實驗采用BOE溶液腐蝕的方式，研究了壓力、射頻功率、襯底溫度對PECVD生長的二氧化硅薄膜致密性的影響，得出了三組參數對致密性的影響趨勢，改善了二氧化硅薄膜的致密性。隨著半導體行業的發展，對器件性能的要求逐步提高，致密性好的二氧化硅可以提高半導體器件的性能，所以制備高致密性的二氧化硅薄膜勢在必行。

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