2．2 Si₃N₄薄膜的成分

2．2．1 DPA分析

    对Si₃N₄薄膜样品进行俄歇深度剖面分析，结果如图5所示，分析了单晶硅表面Si₃N₄薄膜中Si、N元素的纵向分布。纵坐标是Si、N元素的俄歇信号强度，横坐标是离子枪溅射时间，由图可见，从薄膜表面到Si3N4薄膜与基片硅的界面，薄膜中的Si、N元素的百分数之比保持不变，说明薄膜的成分主要是Si₃N₄ 。 

 
离子枪溅射时间/min
图5 Si₃N₄薄膜的俄歇深度剖面分析
    Fig.5  Auger depth analysis of cross section of  Si₃N₄ fiIm

2．2．2 AES分析

    用MK公司的VG．MICROOLAB．MKⅡ型俄歇电子能谱仪(AEs)对Si₃N₄ 薄膜进行分析，图6是获得的Si₃N₄ 薄膜的AES谱图，可以看到两个明显的谱峰，一个是Si峰，一个是N峰；没有发现其它杂质存在，N峰是由于中间反应产生的。说明PECVD反应过程中Si₃N₄ 薄膜成分比较纯净。

 
俄歇电子动能/ev
    图6 Si₃N₄薄膜的俄歇电子能谱
Fig.6  Auger electron energy spectrum of  Si3N4 film

2．3  Si3N4薄膜的界面特征
    用Philips公司的XL30—ESEM型环境扫描电子显微镜(SEM)对Si₃N₄薄膜的界面进行分析，图7是获得的Si₃N₄薄膜的SEM图片，可以看到Si₃N₄薄膜与基体材料的结合强度高，界面间扩散层明显，薄膜致密性好，成分均匀。 
 

图7 Si3N4薄膜SEM图片
Fig．7 SEM image of Si₃N₄ film

3结论

    采用PECVD技术，在可靠的工艺条件下可以得到结构合理、成分均匀的Si₃N₄薄膜。对样品的性能检测也进一步证明了分析的正确性，Si₃N₄薄膜的折射率达到1．6，电阻率达到3．6×1015cm，密度达到2．65 g／cm³，满足半导体实际生产对Si₃N₄薄膜性能的需要。

    感谢中日合资扬州晶新微电子有限公司的许军红、陈震、王海英、吴万雷等同志对本课题研究的大力协助。

参考文献：
[1]管绍茂，王迅．半导体表面钝化技术及其应用[M]．北京：国防工业出版社出版，1996：68-90．
[2]日本堂山昌南，三本良一．尖端材料[M]．北京：电子工 业出版社，1987，188．
[3]RON Y．Thin Solid Films[J]．107．1983，185．
[4]半导体情报[R]．扬州晶新微电子有限公司内部参考资料．
[5]中国科学院半导体研究所理化分析中心研究室．半导体的检测与分析[M]．北京：科学出版社，1984：108一142． 
  (Linda)