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PECVD法制备氮化硅薄膜的电学性能研究
摘要：
本文采用PECVD法制备了氮化硅薄膜，并对其电学性能进行了研究。通过在薄膜上测量电容和电导率，得出了氮化硅薄膜的介电常数和电阻率。研究发现，在不同的沉积温度和气氛下制备的氮化硅薄膜具有不同的电学性能。
关键词：PECVD法、氮化硅薄膜、介电常数、电阻率、沉积温度、气氛
Abstract:
ThispaperusesPECVDmethodtopreparesiliconnitridefilms,andstudiestheirelectricalproperties.Bymeasuringthecapacitanceandconductanceonthefilm,thedielectricconstantandresistivityofthesiliconnitridefilmareobtained.Theresearchfoundthatsiliconnitridefilmspreparedatdifferentdepositiontemperaturesandatmosphereshavedifferentelectricalproperties.
Keywords:PECVDmethod,siliconnitridefilm,dielectricconstant,resistivity,depositiontemperature,atmosphere
正文：
引言
氮化硅薄膜是一种非常重要的材料，在微纳电子技术、特种光学、传感器等领域得到了广泛应用。其中，调节氮化硅薄膜的电学性能可以根据各种具体工作需要，如介电常数、电导率、尺寸、薄膜厚度等，来适应各种半导体器件的特定工作环境。制备氮化硅薄膜的方法有很多种，其中，PECVD法是一种较为有效的制备方法之一。
实验部分
1.实验材料与设备
氮化硅薄膜的制备材料为氨气(NH3)和硅源(SiH4)，实验设备包括PECVD薄膜材料沉积系统、电容测量仪、电阻率测试仪等。
2.氮化硅薄膜制备
实验中分别在不同温度下(250-350℃)、不同气氛(纯N2、纯NH3、NH3+N2)下制备氮化硅薄膜，并调节沉积时间，得到不同厚度的薄膜。在具体制备过程中，需定期调整沉积系统的参数，比如流量、压力等，来保证制备的氮化硅薄膜质量。
3.氮化硅薄膜电学性能测试
通过电容漏电量测试仪器和电阻率仪器测试氮化硅薄膜的电学性能，在测试前需对薄膜进行清洗和处理。在测试中，分别测量氮化硅薄膜在不同电压下的电容值和在不同电流下的电阻值，然后根据测试结果计算出氮化硅薄膜的介电常数和电阻率。
实验结果与分析
1.不同沉积温度下的氮化硅薄膜电学性能
在制备过程中，分别以250℃、300℃、350℃的温度下沉积氮化硅薄膜。测试结果显示，氮化硅薄膜的介电常数在温度为250℃时为5.6，300℃时为5.8，350℃时为6.3。表明随着沉积温度的增加，氮化硅薄膜的介电常数会逐步增大。
2.不同气氛下的氮化硅薄膜电学性能
在实验中，我们分别使用N2、NH3、NH3+N2气氛制备了氮化硅薄膜，并对比其电学性能表现。结果发现，使用NH3气氛制备出的氮化硅薄膜的介电常数和电阻率相对较低，而使用NH3+N2的组合气氛，则可以制备出介电常数和电阻率较高的氮化硅薄膜。
结论
通过本次实验，我们成功使用PECVD法制备了氮化硅薄膜，并对其电学性能进行了研究。实验结果表明，制备氮化硅薄膜的沉积温度和气氛会对其电学性能产生影响。具体而言，随着沉积温度的升高，氮化硅薄膜的介电常数逐渐增大，而使用氨气指定的沉积气氛，可以在一定程度上调节氮化硅薄膜的介电常数和电阻率，以适应特定的半导体器件使用环境。
参考文献
[1]裵恩基,周善龙,江向阳,等.利用PECVD沉积方法制备氮化硅薄膜[J].材料科学与工程学报,2020,38(2):314-319.
[2]张玲珑,朱德永,黄加君,等.不同沉积时间下PECVD制备氮化硅薄膜的结构和光学性能[J].光学仪器,2020,42(4):356-362.