CC BY
16ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И МАРШРУТЫ TECHNOLOGICAL PROCESSES AND ROUTES
УДК 621.382 DOI: 10.24151/1561-5405-2017-22-2-138-146
Зависимость механических напряжений в пленках нитрида кремния от режимов плазмохимического осаждения
А.В. Новак1'2, В.Р. Новак3, А.А. Дедкова1, Е.Э. Гусев1
1 Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия
ОАО «Ангстрем», г. Москва, Россия
3ФГУП «НИИ Физических проблем им. Ф.В. Лукина», г. Москва, Россия
novak-andrei@mail.ru
Пленки плазмохимического нитрида кремния SiNx, получаемые из газов моносилана SiH4 и аммиака NH3, широко используются в микроэлектронике, микро- и наноэлектромеханических системах. Для многих применений важными характеристиками являются остаточные механические напряжения и состав пленок. Свойства пленок SiNx, в частности механические напряжения и состав, существенно зависят от условий получения: соотношения расходов реагирующих газов, состава газовой смеси, мощности и частоты генератора плазмы, температуры и давления при осаждении. Несмотря на большой объем исследований, данные о зависимости свойств и состава пленок SiNx от условий получения не являются достаточно полными.
Изучено влияние отношения расходов реагирующих газов на механические напряжения и состав пленок плазмохимического нитрида кремния SiNx, получаемых из газовой смеси моносилана SiH4 и аммиака NH3 при использовании низкочастотной плазмы. Установлено, что с ростом отношения расходов газов SiH4 к NH3 от 0,016 до 0,25 сжимающие механические напряжения уменьшаются на 31%, стехиометрический коэффициент уменьшается от 1,40 до 1,20, показатель преломления возрастает от 1,91 до 2,08, концентрация связей N-H уменьшается в 7,4 раз, концентрация связей Si-H возрастает в 8,7 раз, а концентрация атомов водорода убывает в 1,5 раза.
Результаты можно использовать для контролируемого получения пленок SiNx с такими заданными характеристиками, как остаточные механические напряжения, показатель преломления, стехиометрический коэффициент и концентрация водородсодержащих связей.
Ключевые слова: пленки плазмохимического нитрида кремния SiNx; механические напряжения; ИК-фурье-спектроскопия; оптическая профилометрия.
© А.В. Новак, В.Р. Новак, А.А. Дедкова, Е.Э. Гусев, 2017
Для цитирования: Новак А.В., Новак В.Р., Дедкова А.А., Гусев Е.Э. Зависимость механических напряжений в пленках нитрида кремния от режимов плазмо-химического осаждения // Изв. вузов. Электроника. - 2017. - Т.22. - №2. -С. 138-146. DOI: 10.214151/1561-5405-2017-22-2-138-146
Dependence of Mechanical Stress in Silicon Nitride Films on Conditions of Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition
A.V. Novak1'2, V.R. Novak3, A.A. Dedkova1, E.E. Gusev1
1National Research University of Electronic Technology, Moscow,
Russia
2
OJSC «Angstrem», Moscow, Russia
ß
Lukin State Research Institute of Physical Problems, Moscow, Russia
novak-andrei@mail.ru
Plasma-enhanced CVD silicon nitride films SiNx obtained from the gases of SiH4 and NH3 are widely used in microelectronics, micro- and nanoelectromechanical systems. For many applications, the residual mechanical stresses and composition of films are important characteristics. The properties of SiNx films (in particular mechanical stresses and composition) significantly depend on deposition conditions: the reacting gases ratio, gas mixture composition, power and frequency of plasma generator, temperature and pressure at deposition. Despite the large amount of research, the obtained data on dependence of the properties and composition of SiNx films on the deposition conditions are not sufficiently complete.
In the present work, the influence of the reacting gases ratio on the mechanical stresses and composition has been studied for the PECVD silicon nitride films SiNx, obtained from a gaseous mixture of SiH4 and NH3 using a low-frequency plasma. It was found that for PECVD SiNx films with increasing of the reacting gases ratio (SiH4 to NH3) from 0,016 to 0,25 the compressive mechanical stress decreases by 31%, the stoichiometric coefficient decreases from 1,40 to 1,20, the refractive index increases from 1,91 to 2,08, the concentration of N-H bonds decreases 7,4 times, the concentration of Si-H bonds increases 8,7 times and the concentration of hydrogen atoms decreases by 1,5 times.
The obtained dependences can be used for controlled production of SiNx films with specified characteristics: residual mechanical stresses, refractive index, stoichiometric coefficient and concentration of hydrogen-containing bonds.
Keywords: PECVD silicon nitride films; mechanical stresses; FTIR spectroscopy; optical profilometry.
For citation: Novak A.V., Novak V.R., Dedkova A.A., Gusev E.E. Dependence of Mechanical Stress in Silicon Nitride Films on Conditions of Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition // Proc. of universities. Electronics. - 2017. - Vol.22. - №2. -P. 138-146. DOI: 10.214151/1561-5405-2017-22-2-138-146
Введение. Пленки плазмохимического нитрида кремния SiNx, полученные методом химического осаждения из газовой фазы с активацией плазмой (PECVD) из смеси газов моносилана SiH4 и аммиака КИ3 при температурах 300-450 °С, широко применяются в
микроэлектронике, наноэлектронных устройствах, микро- и наноэлектромеханических системах [1, 2]. В производстве интегральных схем плазмохимический SiNx используется в качестве слоя пассивации для полупроводниковых приборов, так как является хорошим барьером для ионов натрия и влаги и обеспечивает защиту металлизации от механических повреждений. При изготовлении тонкопленочных транзисторов плазмохимический SiNx применяется в качестве подзатворного диэлектрика.
Важной характеристикой пленок плазмохимического SiNx являются значения остаточных механических напряжений о. При этом для одних применений необходимы пленки с малым значением механических напряжений [3], а для других, - с большим значением механических напряжений [4, 5]. Физико-химические свойства пленок плазмохимического SiNx, в частности механические напряжения, а также состав пленок сильно зависят от условий получения: отношения расходов реагирующих газов R (SiH4, NH3, N2), состава газовой смеси, мощности и частоты генератора, используемого для возбуждения плазмы, температуры и давления при осаждении.
Отношение расходов реагирующих газов - один из параметров, который влияет на механические напряжения, а также на состав получаемых пленок SiNx. В работах [6-12] исследованы пленки SiNx, полученные при разных значениях отношения расходов реагирующих газов R, состава газовой смеси и других технологических параметров. Так, зависимость механических напряжений пленок SiNx от отношения расходов реагирующих газов R = [SiH4]/[NH3] для газовой смеси состава SiH4, NH3 и N2 изучена в [6] при R = 0,2...0,48 с использованием ВЧ-плазмы, в [7] - при R = 1,0...2,0 с использованием ВЧ- и НЧ-плазмы, в [8] для газовой смеси состава SiH4, NH3 и He2 при R = 0,4...1,33 с использованием ВЧ- и НЧ-плазмы. Состав пленок SiNx, полученных из газовой смеси SiH4 и NH3 при R = 0,025...0,1 с использованием ВЧ-плазмы, приведен в [9]. Состав пленок, полученных из газовой смеси SiH4 и N2 при R = [SiH4]/[N2] = 1:1,3 в зависимости от мощности генератора и давления с использованием ВЧ-плазмы, рассмотрен в [10]. В [11] исследованы зависимость механических напряжений и состава пленок SiNx, полученных методом ECR-PECVD (ECR - Electron cyclotron resonance), для газовой смеси SiH4 и N2 при R = 0,3... 1,25. Состав и механические напряжения пленок SiNx, полученных из газовой смеси SiH4, NH3 и N2 при R = [SiH4]/[NH3] = 1, в зависимости от значения и отношения мощностей ВЧ- и НЧ-генераторов, используемых для возбуждения плазмы, рассмотрены в [12].
Несмотря на большой объем исследований пленок SiNx и значительное количество данных о зависимости свойств пленок SiNx от различных условий осаждения, эти данные являются недостаточно полными. В частности, в работах, в которых изучалась зависимость механических напряжений в пленках SiNx, получаемых из газовой смеси SiH4 и NH3, от отношения расходов газов, данные о составе пленок имеют качественный характер или неполные, количественные характеристики, например концентрации связей Si-N, N-H, Si-H и водорода, в исследуемых пленках SiNx не приводятся.
В настоящей работе с помощью ИК-фурье-спектроскопии и оптической профило-метрии изучается зависимость механических напряжений и состава пленок плазмохимического SiNx, полученных из газовой смеси SiH4 и NH3, от отношения расходов реагирующих газов при использовании НЧ-плазмы.
Методика эксперимента. Пленки SiNx получали методом химического осаждения из газовой фазы с активацией плазмой (PECVD) из газовой смеси SiH4 и NH3 при разном отношении расходов реагирующих газов R = [SiH4]/[NH3], где R = 0,016...0,25. Температура осаждения составляла 350 °C, давление 1,43 торр. Для возбуждения плазмы использовался генератор мощностью 50 Вт и частотой 110 кГц. Пленки осаждались
на лицевую сторону кремниевых пластин КДБ (100) диаметром 100 мм, толщиной 460 мкм. Время осаждения варьировали от 8 до 55 мин в зависимости от толщины пленок, которая составляла 220-1600 нм. Толщина осажденных пленок определялась эл-липсометром SENDURO (SENTECH Instruments GmbH).
Механические напряжения в пленках плазмохимического SiNx определялись по изгибу кремниевой пластины, возникающему после осаждения на лицевую сторону пленки SiNx. Для каждой кремниевой пластины с помощью оптического профилометра Veeco WykoNT 9300 измерялся профиль до и после осаждения в четырех направлениях. Далее по измеренным профилям поверхности на основе методов, предложенных в работах [13-15], рассчитывались механические напряжения о. Анализ состава полученных пленок плазмохимического SiNx проводился с помощью ИК-спектроскопии и метода определения стехиометрического параметра x по измерениям показателя преломления n [16]. Для измерения показателя преломления n использовался эллипсо-метр SENDURO (SENTECH Instruments GmbH), для проведения ИК-измерений -ИК-фурье-спектрометр Vector 22 (Bruker). Для кремниевых пластин со слоями плазмохимического SiNx, осажденными при разных значениях R, измерялись ИК-спектры пропускания в диапазоне волновых чисел 400-4000 см-1. С учетом анализа полос поглощения, соответствующих связям Si-N, Si-H и N-H, рассчитывалась концентрация этих связей на основе метода, приведенного в работах [9, 17].
Результаты и обсуждение. Механические напряжения в пленках плазмохимического SiNx рассчитывались по формуле [13]
8 ET2
о =—--,
r2 3(1 -v) t
где 5 - отклонение профиля на некоторое расстояние r от центра пластины; E и v - модуль Юнга и коэффициент Пуассона материала подложки соответственно; t и T - соответственно толщина пленки и подложки. При расчетах для кремниевых пластин КДБ (100) E/(1-v) = 1,8Ы0П Па [14].
На рис.1 для одного выборочного направления показаны профили поверхности до и после осаждения на лицевую сторону кремниевой пластины слоя SiNx. Видно, что осажденный слой изгибает пластину. Такой изгиб характерен для пленок, имеющих сжимающие (отрицательные) механические напряжения. Для остальных трех направлений сканирования профили поверхности до и после осаждения имеют аналогичный вид. После расчета механических напряжений о для каждого профиля, соответствующего определенному направлению, проведено усреднение по всем четырем направлениям.
Изучалась зависимость механических напряжений о от толщины осажденной пленки SiNx d, полученной при фиксированном отношении расходов газов R = [SiHJ / [NH3] = 0,09 (рис.2,а). Видно, что с ростом толщины пленки от 220 до 1600 нм механические напряжения практически не меняются и составляют приблизительно -1,25-109 ± ± 7,6-107 Па.
Рис.1. Профиль поверхности кремниевой пластины до и после осаждения плазмохимического БМ,
Рис. 2. Зависимость механических напряжений с в пленках плазмохимического от толщины ё (а)
и отношения расхода газов (б)
Зависимость механических напряжений с от отношения расхода реагирующих газов Я = [81Н4]/[ЫН3] исследовалась для пленок 81Кх, полученных при Я = 0,016...0,25 (рис.2,б). Видно, что с ростом Я сжимающие (отрицательные) механические напряжения с уменьшаются. Сначала в интервале Я = 0,016...0,12 механические напряжения уменьшаются незначительно (от -1,25-Ш9 до —1,21-109 Па), далее в интервале
9 8
Я = 0,12...0,25 происходит их более сильное уменьшение (от -1,21-10 до -8,57-10 Па).
Отметим, что исследованные пленки SiNx получены с применением НЧ-плазмы (110 кГц). Как видно из полученных зависимостей для механических напряжений (см. рис.2), пленки SiNx имеют отрицательные (сжимающие) механические напряжения, что согласуется с данными, приведенными в работах [7, 8, 12] для пленок плазмохимического SiNx, полученных с применением НЧ-плазмы (300...380 кГц). При использовании ВЧ-плазмы (13,56 МГц) пленки SiNx имеют положительные (растягивающие) механические напряжения [6-8,12], однако наличие в составе газовой смеси гелия приводит к образованию пленок, имеющих отрицательные (сжимающие) напряжения [7]. Образование сжимающих напряжений связывают с тем, что при использовании НЧ-плазмы образуются высокоэнергетичные ионы N2+. В результате бомбардировки ионы N2+ имплантируются в пленку, которая «уплотняется», и возникают сжимающие напряжения [7, 8, 12]. Следовательно, полученную зависимость механических напряжений а от отношения расходов газа Я (см. рис.2,б) можно объяснить следующим образом. Рост отношения Я соответствует уменьшению КИ3 в составе газовой смеси, что ведет к уменьшению концентрации ионов К2+ в плазме. Это, в свою очередь, уменьшает количество ионов К2+, имплантированных в пленку, что приводит к уменьшению сжимающих напряжений в пленке.
Полученные зависимости показателя преломления п и стехиометрического параметра х пленок SiNx от отношения расхода газов Я = 0,016...0,25 приведены в таблице. Стехиометрический параметр х пленок Б1Кх рассчитывался из показателя преломления п на основе зависимости п от х [16].
Как видно из таблицы, с ростом отношения расходов газов Я происходит увеличение показателя преломления п. При этом содержание кремния в пленке увеличивается, а азота уменьшается. Так, для образца пленки Б1Кх, осажденной при Я = 0,016, имеем п ~ 1,91, х ~ 1,40, что соответствует пленке Б1Кх, обогащенной азотом. Для пленки Б1Кх, полученной при Я = 0,12, имеем п ~ 1,98, х ~ 1,32, т.е. состав осажденной пленки наиболее близок к стехиометрическому. При Я = 0,25 показатель преломления п ~ 2,08, х ~ 1,20, что соответствует пленке Б1Кх, обогащенной кремнием.
Значения полученных технологических параметров пленок SiN; осажденных при различном отношении расхода газов
Отношение расхода газа Я Механическое напряжение о, Па Показатель преломления п Стехио-метрический параметр х см 3 ^-н, см 3 см 3 Nн, см 3
0,016 -1,25109 1,91 1,40 9,70-1022 2,36-1022 1,501021 2,5Ы022
0,03 -1,26-109 1,92 1,38 1,011023 1,94-1022 3,384021 2,28^1022
0,09 -1,23-109 1,96 1,35 9,87-1022 1,351022 6,011021 1,95 1022
0,12 -1,21109 1,98 1,32 1,07-1023 1,34-1022 7,434021 2,08-1022
0,22 -1,10109 2,00 1,29 1,00-1023 6,574021 1,001022 1,661022
0,25 -8,57-108 2,08 1,20 8,72-1022 3,204021 1,311022 1,63 1022
Примечание. N8l_N, ^ - соответственно концентрации связей 81-К, N-H, 81-Н
и водорода.
По ИК-спектрам пропускания для полученных при различных значениях R пленок 81^ посредством анализа полос поглощения, соответствующих связям 81-М, 81-Н и N-H, рассчитывалась концентрация этих связей на основе метода, приведенного в работах [9,17]. На рис.3 показаны ИК-спектры пропускания для кремниевых пластин с осажденными пленками 81^ при R = 0,016...0,25. Для всех образцов пленок 81^ на ИК-
с? 0,375
0,325
ё 0,275
ы К 0,225
^ в 0,175
о 0,125
о п 0,075
С
Д-880
-2180 см"1
Ы-Н . \Si-N /1
-3320 см"1
4000 3500
3000 2500 2000 Волновое число, см а
500 1
1000 500
4 0,400 ^ 0,350
5 0,300
0 0,250
1 °'200 3 0,150
6 0,100 о. 0,050 С 4000
ы-н 81-Н
\Si-N/!
3500 3000 2500 2000
Волновое число, см' б
1500 -1
0,450 0,400 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 4000
М-Н
\Si-N/ '
3500 3000 2500 2000 1500 Волновое число, см'1 в
1000 500
х Й а о >1 И о о.
с
1000 500
к)
0,450 0,400 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150
Ч^-^ЛГ
4000 3500
3000 2500 2000 1500 Волновое число, см"' г
1000 500
4000 3500
3000 2500 2000 1500 Волновое число, см"1 д
1000 500
0,400 0,350 0,300 0,250 0,200
•х
о
о 0,150 о. с
4000 3500 3000 2500 2000 1500 Волновое число, см"1
1000 500
Рис.3. ИК-спектры пропускания для кремниевых пластин с осажденными пленками плазмохимического 81^ при разном отношении расхода газов Я: а - 0,016; б - 0,03; в - 0,09; г - 0,12; д - 0,22; е - 0,25
спектрах наблюдаются характерные пики поглощения. Самый большой пик ~ 880 см-1 соответствует связи Я1-К, пик ~ 2180 см-1 - связи Я1-И, пик ~ 3320 см-1 - связи К-И. Видно, что с увеличением Я на ИК-спектрах пленок плазмохимического 81КХ интенсивность пика поглощения для связи Я1-К практически не меняется, интенсивность пика связи К-И убывает, а для связи Я1-И возрастает.
Концентрация связи Я1-К и водородосодержащих связей Я1-И и К-И в пленках плазмохимического 81КХ определялась из ИК-спектров согласно формуле [9, 17]
где КсВ
% 3,0
Лсв = КсвОН,
- константа соответствующей связи, согласно [9] КЯ1-К
£
я
X о
к
2,5 2,0 1,5 1,0 0,5
-
- -—^Н
- чЛ|-н -г/^
- 1 1 1 1 1
0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Отношение расхода газов К
Рис.4. Зависимости концентраций связей К-И, 81-И и водорода от отношения расхода газов Я
= 1,82-Ш16 см-1, Кк-и = 8,2-1016 см-1, Кя1-и = 5,9Л016 см-1; а - показатель поглощения; Н - полуширина полосы поглощения соответствующей связи.
Значения показателя поглощения а и полуширины полосы поглощения Н определялись из соответствующих полос поглощения ИК-спектров по методу, изложенному в [9, 17]. Рассчитанные значения концентрации связей Ла-ы, ЛК-И, Ля1-и и водорода ЛИ для пленок 81КХ, полученных при различных значениях Я, приведены в таблице и на рис.4. Как видно из таблицы, концентрация связи 81-К для всех образцов пленок 81КХ при Я = 0,016...0,25 меняется незначительно (Ля-к = 8,72-1022..Л0,7-1022 см-3). Для пленки Б1КХ, полученной при Я = 0,016, на ИК-спектре наблюдается хорошо выраженный пик связи К-И и слабый пик, соответст-
22 -3 21 -3
вующий связи Я1-И. Для этого образца ЛК-н = 2,36-10 см , Ля1-и = 1,50-10 см . На ИК-спектре пленки Я1КХ, полученной при Я = 0,09 оба пика для связей К-И и Я1-И хо-
22 -3 21 -3
рошо выражены. Здесь ЛК-н = 1,35-10 см , Ля1-и = 6,01-10 см . Для пленки 81КХ при Я = 0,25 пик, соответствующий связи К-И, очень слабый, в то же время наблюдается
^ 21 _^ 22 —3
большой пик для связи Я1-И. В этом случае ЛК-И = 3,20-10 см , ЛЯ1-И = 1,31-10 см .
Заключение. В результате проведенного анализа ИК-спектров получены следующие результаты. В пленках плазмохимического 81КХ, осажденных из газовой смеси мо-носилана 81И4 и аммиака КИ3 при использовании низкочастотной плазмы, с ростом отношения расхода газов Я = 0,016...0,25 концентрация связей К-И убывает от 2,36-1022
21 -3 21 22 -3
до 3,20-10 см , концентрация связей Я1-И возрастает от 1,50-10 до 1,31-10 см .
22 22 _3
При этом концентрация водорода ЛИ убывает от 2,51-10 до 1,63-10 см , а концен-
^ 22 22 _3
трация связей Ля1-ы изменяется незначительно (8,72-10 -10,7-10 см ).
Показано, что сжимающие механические напряжения а убывают от -1,25-109 до -8,57-10 Па, показатель преломления п возрастает от 1,91 до 2,08, стехиометриче-ский коэффициент х убывает от 1,40 до 1,20.
Работа выполнена при поддержке Минобрнауки России (соглашение № 14.578.21.0188, уникальный идентификатор RFMEFI57816X0188). Часть измерений проведена с использованием оборудования ЦКП «Микросистемная техника и электронная компонентная база» Национального исследовательского университета «МИЭТ».
Литература
1. Plasma-assisted chemical vapor deposition of dielectric thin films for ULSI semiconductor circuits / CoteD.R., Nguyen S.V., Stamper A.K. et al. // IBM Journal of Research and Development. - 1999. - Vol. 43. -№ 1/2. - P. 5-38.
2. Liang L., Wei-guo L., Na C., Chang-long C. Study on the performance of PECVD silicon nitride thin films // Defence Technology. - 2013. - Vol. 9. - № 2. - P. 121-126.
3. Tokunaga Kenji, Sugawara Katsuro. The influence of plasma silicon nitride passivation film quality on aluminum void formation // J. Electrochem. Soc. - 1991. - Vol. 138. - № 1. - P. 176-180.
4. Принц В.Я., Голод С.В. Упругие нанооболочки на основе кремниевых пленок: формирование, свойства и практическое применение // Прикладная механика и техническая физика. - 2006. - Т. 47. -№ 6. - С. 114-128.
5. Thompson Scott E., Sun Guangyu, Choi Youn Sung, Nishida Toshikazu. Uniaxial-process-induced strained-Si: extending the CMOS roadmap // IEEE Transactions on Electron Devices. - 2006. - Vol. 53. -№ 5. - P. 1010-1020.
6. Исследование свойств пленок нитрида и оксида кремния, полученных методом плазмохимическо-го осаждения на кремниевую подложку / И.И. Рубцевич, Я.А. Соловьев, В.Б. Высоцкий и др. // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. - 2011. - № 4. - С. 29-32.
7. Stress control of Si-based PECVD dielectrics / K.D. Mackenzie, D.J. Johnson, M.W. DeVre et al. // 207th Electrochemical Society Meeting (Quebec City, Canada, May 2005). - 2005.
8. Stress control of silicon nitride films deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition / Li Dong-ling, Feng Xiao-fei, Wen Zhi-yu et al. // Optoelectron. Lett. - 2016. - Vol. 12. - №4. - P. 0285-0289.
9. Yin Z., Smith F.W. Optical dielectric function and infrared absorption of hydrogenated amorphous silicon nitride films: Experimental results and effective-medium-approximation analysis // Physical Review B. -1990. - Vol. 42. - № 6. - P. 3666-3675.
10. Кутков И.В., Пехтелев М.И. Качественный и количественный анализ пленок нитрида кремния методом ИК-спектроскопии // Докл. ТУСУРа. - 2014. - Вып. 31. - № 1.- С. 92-94.
11. Cianci E., Pirola F., Foglietti V. Analysis of stress and composition of silicon nitride thin films deposited by electron cyclotron resonance plasma-enhanced chemical vapor deposition for microfabrication processes // J.Vac. Sci. Technol. B. - 2005. - Vol. 23(1). - P. 168-172.
12. Correlation between silicon-nitride film stress and composition: XPS and SIMS analyses / L.L. Vanzetti, M. Barozzi, D. Giubertoni et al. // Surf.Inter.Analysis. - 2006. - Vol. 38. - P. 723-726.
13. Glang R., Holmwood R.A., and Rosenfeld R.L. Determination of stress in films on single crystalline silicon substrates // Review of Scientific Instruments. - 1965. - Vol. 36. - № 1. - P. 7-10.
14. Sinha A.K., Levinstein H.J., Smith T.E. Thermal stresses and cracking resistance of dielectric films (SiN, SisN4, and SiO2) on Si substrates // J. of Appl. Phys. - 1978. - Vol. 49. - № 4. - P. 2423-2426.
15. Дюжев Н.А., Дедкова А.А., Гусев Е.Э., Новак А.В. Методика измерения механических напряжений в тонких пленках на пластине с помощью оптического профилометра // Изв. вузов. Электроника. -2016. - Т. 21. - №4. - С. 367-372.
16. Гриценко В.А. Атомная структура аморфных нестехиометрических оксидов и нитридов кремния // УФН. - 2008. - Т. 178. - № 7. - С. 727-737.
17. Lanford W.A., Rand M.J. The hydrogen content of plasmadeposited silicon nitride // J. of Appl. Phys. - 1978. - Vol. 49. - №. 4. - P. 2473-2477.
Поступила после доработки 01.12.2016 г.; принята к публикации 24.01.2017 г.
Новак Андрей Викторович - кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории осаждения АО «Ангстрем» (Россия, 124460, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, д. 2), ассистент кафедры интегральной электроники и микросистем МИЭТ (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, д. 1), novak-andrei@mail.ru
Новак Виктор Рудольфович - кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ФГУП «НИИФП им. Лукина» (Россия, 124460, г. Москва, г. Зеленоград, Георгиевский проспект, д.5).
Дедкова Анна Александровна - инженер Научно-технологического центра «Нано-и микросистемной техники» МИЭТ (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, д. 1).
Гусев Евгений Эдуардович - аспирант кафедры интегральной электроники и микросистем МИЭТ, инженер Научно-технологического центра «Нано- и микросистемной техники» МИЭТ (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, д. 1).
References
1. Cote D.R., Nguyen S.V., Stamper A.K. et al. Plasma-assisted chemical vapor deposition of dielectric thin films for ULSI semiconductor circuits. IBM Journal of Research and Development, 1999, vol. 43, no. 1/2, pp. 5-38.
2. Liang L., Wei-guo L., Na C., Chang-long C. Study on The Performance of PECVD Silicon Nitride Thin Films. Defence Technology, 2013, vol. 9, no. 2, pp. 121-126.
3. Tokunaga Kenji, Sugawara Katsuro. The Influence of Plasma Silicon Nitride Passivation Film Quality on Aluminum Void Formation. J. Electrochem. Soc., 1991, vol. 138, no. 1, pp. 176-180.
4. Prints V.Ya., Golod S.V. Uprugie nanoobolochki na osnove kremnievykh plenok: formirovanie, svojstva i prakticheskoe primenenie [Elastic silicon-film-based nanoshells: formation, properties and applications]. Prikladnaya mekhanika i tekhnicheskaya fizika - Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 2006, vol.47, no. 6, pp. 114-128. (In Russian).
5. Thompson Scott E., Sun Guangyu, Choi Youn Sung, Nishida Toshikazu. Uniaxial-Process-Induced Strained-Si: Extending the CMOS Roadmap. IEEE Transactions on Electron Devices, 2006, vol. 53, no 5, pp. 1010-1020.
6. Rubtsevich I.I., Solov'ev Ya.A., Vysotskij V.B. et al. Issledovanie svojstv plenok nitrida i oksida kremniya, poluchennykh metodom plazmokhimicheskogo osazhdeniya na kremnievuyu podlozhku [Investigation of properties of nitride and silicon oxide films grown by plasma-chemical deposition on a silicon substrate].
Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature - Technology and design in electronic equipment, 2011,
no. 4, pp. 29-32. (In Russian).
7. Mackenzie K.D., Johnson D.J., DeVre M.W., Westerman R.J., and Reelfs B.H. Stress control of Si-based PECVD dielectrics. 207th Electrochemical Society Meeting. Quebec City, Canada, 2005.
8. Li Dong-ling, Feng Xiao-fei, Wen Zhi-yu, Shang Zheng-guo, She Yin. Stress control of silicon nitride films deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition. Optoelectron. Lett., 2016, vol.12, no. 4, pp. 0285-0289.
9. Yin Z., Smith F.W. Optical dielectric function and infrared absorption of hydrogenated amorphous silicon nitride films: Experimental results and effective-medium-approximation analysis. Physical Review B, 1990, vol. 42, no. 6, pp. 3666-3675.
10. Kutkov I.V., Pekhtelev M.I. Kachestvennyj i kolichestvennyj analiz plenok nitrida kremniya metodom IK-spektroskopii [Qualitative and quantitative analysis of silicon nitride films using by IR spectroscopy]. Dokl. TUSUR - Proceedings of TUSUR University, 2014, vol. 31, no.1, pp. 92-94. (In Russian).
11. Cianci E., Pirola F., Foglietti V. Analysis of stress and composition of silicon nitride thin films deposited by electron cyclotron resonance plasma-enhanced chemical vapor deposition for microfabrication processes. J. Vac. Sci. Technol. B, 2005, vol. 23(1), pp. 168-172.
12. Vanzetti L. L., Barozzi M., Giubertoni D., Kompocholis C., A. Bagolini A. and P. Bellutti P. Correlation between silicon-nitride film stress and composition: XPS and SIMS analyses. Surf. Inter. Analysis, 2006, vol. 38, pp. 723-726.
13. Glang R., Holmwood R.A., Rosenfeld R.L. Determination of Stress in Films on Single Crystalline Silicon Substrates. Review of Scientific Instruments, 1965, vol. 36, no. 1, pp. 7-10.
14. Sinha A.K., Levinstein H.J., Smith T.E. Thermal stresses and cracking resistance of dielectric films (SiN, Si3N4, and SiO2) on Si substrates. J. of Appl. Phys., 1978, vol. 49, no. 4, pp. 2423-2426.
15. Dyuzhev N.A., Dedkova А.А., Gusev E.EH., Novak A.V. Metodika izmereniya mekhanicheskikh napryazhenij v tonkikh plenkakh na plastine s pomoshh'yu opticheskogo profilometra [Method for Measurement of Mechanical Stresses in Thin Films on Wafer Using an Optical Profilometer]. Izvestiya vuzov. Elektronika -Proceedings of universities. Electronics, 2016, vol. 21, no.4, pp. 367-372. (In Russian).
16. Gritsenko V.A. Atomnaya struktura amorfnykh nestekhiometricheskikh oksidov i nitridov kremniya [Atomic structure of the amorphous nonstoichiometric oxides and nitrides of silicon]. Uspekhi Fizicheskikh Nauk - Physics-Uspekhi, 2008, vol. 178, no. 7, pp. 727-737. (In Russian).
17. Lanford W.A., Rand M.J. The hydrogen content of plasmadeposited silicon nitride. J. of Appl. Phys., 1978, vol. 49, no. 4, pp. 2473-2477.
Submitted 01.12.2016; accepted 24.01.2017
