AFM轻敲模式对Si基SiO_(2)薄膜粗糙度的研究

摘要

SiO_(2)薄膜作为集成电路绝缘层、光学薄膜器件以及微机电系统薄膜的重要组成部分,在器件制造中起着重要的作用。为了分析Si基SiO_(2)薄膜的粗糙度,利用原子力显微镜对Si基SiO_(2)薄膜表面进行测试,将得到的表面形貌首先进行平均滤波和图像均衡化处理,再从表面形貌、粒径累积占比、二维傅里叶分析、栅格分析和层次分析等角度分析其粗糙度。结果表明:Si基SiO_(2)薄膜二维与三维表面形貌分布相对平缓,少量突出尖端出现,突出峰的高度为3.20 nm;粗糙度与粒径累积正相关,粒径累积分布变化越集中,越均匀,表面粗糙度越小,其表面平均粒径是3.85 nm;二维傅里叶变换表示薄膜表面梯度变化,暗处较多说明表面梯度较低,粗糙度较小;其表面栅格分布规则,表面粗糙度较小;Si基SiO_(2)薄膜的平均高度为1.36 nm,高度累积占比50%,高度相对较低的表面粗糙度较小。最后得出Si基SiO_(2)薄膜的表面平均粗糙度为0.167 nm。从以上几个角度能够实现对材料表面的粗糙度的测量。为日后研究材料表面的粗糙度具有一定的参考依据。