Preparation of dense, smooth and homogeneous amorphous silicon nitride films by nitrogen-ion-beam assisted evaporation

Abstract

Amorphous silicon-rich silicon nitride films were deposited by ion-beam-assisted evaporation onto silicon substrates maintained at 100 °C without substrate bias or with a substrate bias of −250 V. The structure, the composition of the films and the effect of the substrate bias were studied by x-ray photoelectron spectroscopy, infrared absorption measurements, chemical etch rate experiments, atomic force and scanning electron microscopies. While the films prepared without bias are nanoporous and columnar, it is shown that accelerating the nitrogen ions by biasing the substrate enables us to produce homogeneous, dense and smooth amorphous Si-rich silicon nitride (a-SiNx) films free of oxygen and hydrogen.

The Magnetic Ordering of SiCN Films Prepared by Ion Implantation

“…The absorption peaks centered at 821cm -1 corresponds to the bending vibrations of Si-O-Si bonds in SiO 2 [6] . The absorption peaks centered at 890cm -1 corresponds to the antisymmetric stretching vibration peaks of Si-N [7][8][9] . The absorption peaks centered at 1070 cm -1 corresponds to stretching vibration peaks of Si-N [10] .…”

Fabrication Process Study of Silicon Nitride Passivation Layer on GaAs Substrate at Low Temperature

“…氮 化 硅 薄 膜 由 于 优 良 的 物 理 化 学 稳 定 性 、 电 学 性 能 、 光 学 性 能 以 及 良 好 的 绝 缘 性 已 被 广 泛 地 应 用 于 太 阳 能 电 池 、 光 电 子 和 微 电 子 等 领 域 中 。 在 实 际 应 用 中 ， 氮 化 硅 薄 膜 可 作 为 掩 膜 、 绝 缘 层 和 钝 化 层 等 。 例 如 ， 在太阳能电池领域中， 氮化硅薄膜被用作减反射材料和钝化材料 [1][2][3][4] 。在微机电系统(MEMS)领域中， 氮化硅 薄膜则被用作器件的结构材料、 敏感材料和掩蔽层 [5][6] 。在薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)领域， 氮化硅薄 膜 则 被 用 作 为 TFT-LCD 的 栅 绝 缘 层 材 料 [7][8][9][10][11][12] 。 在 AlGaAs 半 导 体 激 光 器 中 ， 氮 化 硅 薄 膜 可 以 被 用 作 很 好 的 钝 化 层 。 与 常 用 的 SiO2 薄 膜 相 比 ， 氮 化 硅 薄 膜 具 有 更 高 的 导 热 系 数 和 更 好 的 散 热 效 果 ， 从 而 可 以 降 低 器 件 因散热问题而引起的失效 [13] 。 目前， 制备氮化硅薄膜的方法主要有热分解法， 直接氮化法， 低压化学气相沉积 [14] (LPCVD)和等离子增 强 化 学 气 相 沉 积 (PECVD)， 此 外 还 有 蒸 发 镀 膜 和 溅 射 镀 膜 法 [15][16][17] 。 蒸 发 和 溅 射 法 所 沉 积 的 氮 化 硅 薄 膜 组 织 [18][19] [20] 。 在 AlGaAs 半导体激光器制作流程中， 氮化硅薄膜沉积到 GaAs 和 AlGaAs 表面后， 还要经过光刻、 刻蚀、 金属沉 积、 研磨抛光及高温退火等很多步工艺 [21][22] 。如果在沉积时氮化硅薄膜有较高的残余应力， 那么在后续的加…”

MgB2 thin-film bolometer for applications in far-infrared instruments on future planetary missions

“…The MgB2 thin-film in this spectral region has an absorption efficiency of"" 14% [32] and the SiN membrane shows a strong broad Si-N absorption feature at 7.871lm [33] [34] with an absorbance between"" 3% and 19% within the 8.5 -12.35 11m band pass [35]. Since the power contribution is not uniform in this bandpass, the weighted average absorbance is calculated for 111m wavelength steps, this gives a SiN membrane absorbance of II %.…”