一种改变薄膜力学及光学性能的方法

摘要

本发明公开了一种改变薄膜力学及光学性能的方法，其特征在于，在衬底上设置一层具有压应力的非晶二氧化硅过渡层，然后在所述过渡层上再设置一层具有张应力的非晶氮化硅膜。该方法克服了现有技术中所存在的缺陷，通过性质相近、但应力相反的普通薄膜的简单叠加，改善原先陡峭的应力梯度，能够通过薄膜张应力的降低使非晶氮化硅薄膜的光折射率增大，而薄膜的硬度、杨氏模量等相应减小，从而有效地控制特定薄膜的应力，制备出内应力较低的低应力氮化硅薄膜，提高了薄膜的工作性能，降低了原料成本，适宜大规模产业化生产。

主权项

1、一种改变薄膜力学及光学性能的方法，是在衬底上设置一层具有压应力的非晶二氧化硅过渡层，然后在所述过渡层上再设置一层具有张应力的非晶氮化硅膜，其特征在于，具体步骤如下：(1)薄膜生长衬底的准备：选用4英寸Si硅片作为薄膜的生长衬底，先用Piranha溶液于80℃下处理10分钟，用去离子水冲洗干净，然后在浓度为1.5∶10的氢氟酸溶液中室温下浸泡90秒，最后用高纯氮气吹干硅片，立即转移到PECVD系统的预真空室中，抽真空；(2)二氧化硅过渡层的生长：当预真空室的压强达到4×10-2Torr后，把Si衬底传到主真空室，衬底加热到300℃，温度稳定后，打开射频电源，通入SiH4和N2O反应气，沉积二氧化硅薄膜的条件为：射频频率为13.56MHz；功率为600W；N2O/SiH4流量比为100/150sccm；衬底温度为300℃；沉积速率约2.2nm/s；在Si衬底上沉积生长105秒；沉积中主真空室的压强为0.6Torr；二氧化硅薄膜的厚度为240nm；(3)氮化硅薄膜的生长：经(2)步骤的二氧化硅过渡层生长之后，在不暴露大气的情况下，通入SiH4和NH3反应气，在二氧化硅的表面继续沉积氮化硅薄膜，沉积氮化硅薄膜的条件为：射频频率为13.56MHz；功率为600W；NH3/SiH4流量比为200/250sccm；衬底温度为300℃；沉积速率约1.5nm/s，沉积时间为78秒；沉积中主真空室的压强为0.6Torr；氮化硅薄膜的厚度为110nm；(4)经(3)步骤后，样品在主真空室中冷却到室温，然后，把样品从真空室中取出，发现在衬底的表面有均匀的镜状暗蓝色薄膜生成，即为110nm氮化硅/240nm二氧化硅复合双层薄膜。