2．2 Si₃N₄薄膜的成分

2．2．1 DPA分析

    對Si₃N₄薄膜樣品進行俄歇深度剖面分析，結果如圖5所示，分析了單晶硅表面Si₃N₄薄膜中Si、N元素的縱向分布。縱坐標是Si、N元素的俄歇信號強度，橫坐標是離子槍濺射時間，由圖可見，從薄膜表面到Si3N4薄膜與基片硅的界面，薄膜中的Si、N元素的百分數之比保持不變，說明薄膜的成分主要是Si₃N₄ 。 

 
離子槍濺射時間/min
圖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型俄歇電子能譜儀(AEs)對Si₃N₄ 薄膜進行分析，圖6是獲得的Si₃N₄ 薄膜的AES譜圖，可以看到兩個明顯的譜峰，一個是Si峰，一個是N峰；沒有發現其它雜質存在，N峰是由于中間反應產生的。說明PECVD反應過程中Si₃N₄ 薄膜成分比較純凈。

 
俄歇電子動能/ev
    圖6 Si₃N₄薄膜的俄歇電子能譜
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型環境掃描電子顯微鏡(SEM)對Si₃N₄薄膜的界面進行分析，圖7是獲得的Si₃N₄薄膜的SEM圖片，可以看到Si₃N₄薄膜與基體材料的結合強度高，界面間擴散層明顯，薄膜致密性好，成分均勻。 
 

圖7 Si3N4薄膜SEM圖片
Fig．7 SEM image of Si₃N₄ film

3結論

    采用PECVD技術，在可靠的工藝條件下可以得到結構合理、成分均勻的Si₃N₄薄膜。對樣品的性能檢測也進一步證明了分析的正確性，Si₃N₄薄膜的折射率達到1．6，電阻率達到3．6×1015cm，密度達到2．65 g／cm³，滿足半導體實際生產對Si₃N₄薄膜性能的需要。

    感謝中日合資揚州晶新微電子有限公司的許軍紅、陳震、王海英、吳萬雷等同志對本課題研究的大力協助。

參考文獻：
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[5]中國科學院半導體研究所理化分析中心研究室．半導體的檢測與分析[M]．北京：科學出版社，1984：108一142． 
  (Linda)