PECVD新型低介电常数SiCONF介质薄膜

摘要

以C2F6、SiH4和N2O为反应前驱体，采用等离子体增强化学气相淀积（PECVD）制备了新型低介电常数SiCONF介质薄膜，并通过X射线光电子能谱（XPS）、电容－电压（C-V）和电流－电压（I-V）特性测试以及纳米压痕法对材料的组成、电学和力学性质进行了表征。结果表明，随着C2F6流量的增加（同时保持其它气体流量不变），所淀积的薄膜中氟元素含量逐渐增加，氮元素含量逐渐降低，碳元素含量也表现出增加的趋势，薄膜的介电常数逐渐降低。当C2F6的流量为750sccm时，所淀积的SiCONF薄膜的介电常数为2.64，薄膜中氟的含量达到9.90%。该薄膜均具有良好的漏电特性，在1MV/cm的电场强度下，其泄漏电流密度小于3×10-8A/cm2。此外，薄膜的机械性能测试表明，所得薄膜均具有较好的机械性能，其硬度大于3GPa，杨氏模量大于84GPa，这可能与薄膜中氮元素的存在有关。另外，C、F两种元素的引入有利于降低薄膜的介电常数。