ECR氫氧混合等離子體低溫氧化制備SiO2薄膜的工藝研究.pdf

1、二氧化硅(SiO2)薄膜具有很多優(yōu)異的性質(zhì)，如電絕緣特性和耐腐蝕性。由于需求的不同，人們已將SiO2薄膜作為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）的柵極氧化層、器件的保護層以及電容器的絕緣層等。SiO2薄膜的性能與制備工藝有著很大的關(guān)系，常用的制備SiO2薄膜工藝有化學(xué)氣相沉積法、物理氣相沉積法和熱氧化法。
　　本論文通過自主設(shè)計的半導(dǎo)體加工裝置(ESPD)，采用電子回旋共振氫氧混合等離子體低溫氧化工藝在襯底Si（100）上

2、制備SiO2薄膜。在實驗過程中，該裝置通過微波電子回旋共振（ECR）的方式產(chǎn)生高活性、高電離率的氧活性粒子，能夠大大降低氧化溫度。本論文主要研究了氧化溫度、O2流量以及O2與H2的比例等因素對SiO2薄膜生長速率的影響。此外利用電學(xué)測試對 SiO2薄膜的絕緣特性和界面處的缺陷密度進行了評價和分析。結(jié)果如下：
　　SiO2薄膜的厚度隨氧化溫度的提升呈現(xiàn)出一個線性增長的趨勢，也表明氧化速率隨氧化溫度的提高出現(xiàn)了增加的趨勢，因此確定了本

3、實驗的氧化溫度為500℃；SiO2薄膜的厚度隨著O2流量地增加表現(xiàn)出了先變大后變小的趨勢，在O2流量為120sccm的條件下薄膜的厚度出現(xiàn)了最大值，也就表明氧化速率有一個最大值，故而確定了本實驗的最佳O2流量為120sccm，同時說明在此O2流量下，氧等離子體密度與微波功率達到了最好的匹配；在氧化過程中加入適量的H2可以進一步提高SiO2薄膜的生長速率，但是H2流量過高或過低都不利于制備較厚的SiO2薄膜。最后得到其最佳的實驗條件為在O