Effect of deposition conditions on mechanical properties of low-temperature PECVD silicon nitride films

Abstract

Suvorova, A.; Lawn, B. R.; Liu, Y.; Hu, X. Z.; Dell, J. M.; and Faraone, L., "Effect of deposition conditions on mechanical properties of low-temperature PECVD silicon nitride films" (2006 AbstractThe effect of deposition conditions on characteristic mechanical properties -elastic modulus and hardness -of low-temperature PECVD silicon nitrides is investigated using nanoindentation. It is found that increase in substrate temperature, increase in plasma power and decrease in chamber gas pressure all result in increases in elastic modulus and hardness. Strong correlations between the mechanical properties and film density are demonstrated. The silicon nitride density in turn is shown to be related to the chemical composition of the films, particularly the silicon/nitrogen ratio.

Final capping passivation layers for long-life microsensors in real fluids

“…Typical CVD techniques require high deposition temperature (> 700°C) [9,11,[16][17][18][19][20][21][22][23]. By conventional plasma-enhanced chemical vapour deposition (PECVD) [9,10,14,[24][25][26][27][28][29][30][31][32][33], this temperature could be decrease down to 250-400°C but not below 200°C without important impact on film quality. Pulsed laser deposition [50] and catalytic CVD [51][52] are low temperature alternative processes (150°C).…”

Μελέτη Και Βελτιστοποίηση Των Ηλεκτρικών Ιδιοτήτων Λεπτών Μονωτικών Υμενίων Που Χρησιμοποιούνται Σε Μικρο-Ηλεκτρο-Μηχανικά Συστήματα (MEMS)

“…Οι συνθήκες εναπόθεσης (θερμοκρασία, πίεση κ.α.) αποτελούν καθοριστικό παράγοντα στη κρυσταλλική δομή και στις ιδιότητες των παραγόμενων υμενίων [76].…”

“…Το υδρογόνο δεσμεύεται μέσω των ελευθέρων δεσμών Si και N στα υμένια και μειώνει τις διατμητικές τάσεις στο υλικό [76], [100], [101]. Μάλιστα, το ποσοστό του υδρογόνου που δεσμεύεται κατά τη διάρκεια της εναπόθεσής αυξάνεται όταν η θερμοκρασία εναπόθεσης μειώνεται [98], [90], [96], [102].…”

“… Η εναπόθεση των διηλεκτρικών υμενίων LT και HT έγινε με τη μέθοδο PECVD με αντιδρώντα NH3 και SiH4 και οι συνηθέστερες αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στη διαδικασία αυτή είναι [141]: 7)) με αποτέλεσμα τα παραγόμενα υμένια SiNx να εμφανίζουν μεγαλύτερο λόγο N/Si [76], [140].…”

“… H συγκέντρωση υδρογόνου μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας εναπόθεσης [76], [102], [140] επομένως αναμένεται να είναι μεγαλύτερη στα LT υμένια.…”