低压化学气相淀积低应力氮化硅工艺研究

摘要

微机械加工(Micro-Electro Mechanical System,MEMS)工艺中常需要应用到低应力氮化硅作为结构层或钝化层材料,以降低圆片的翘曲.通过采用低压化学气相淀积工艺(Low Pressure Chemical-Vapor Deposition,LPCVD),优化工艺中反应气体流量比,可以得到应力低于200 MPa的氮化硅薄膜.针对工艺中存在的片间应力以及薄膜厚度均匀性差的问题,采用二次离子质谱测试(Secondary Ion Mass Spectroscopy,SIMS)的方式,分析出反应气体的消耗造成的反应气体比例变化是引起该问题的主要因素.通过优化工艺参数,得到了片间应力在100～150MPa之间、厚度均匀性5％以内的低应力氮化硅薄膜,可实现50片/炉的工艺能力,可批量应用于MEMS工艺中.