Cơ chế tăng trưởng màng silicon nitride
Phương trình tăng trưởng LPCVD:
Phương trình cho sự tăng trưởng PECVD là:
Từ hai hình trên, chúng ta có thể thấy rằng:
SIH4 cung cấp nguồn SI và N2 hoặc NH3 cung cấp nguồn n.
Tuy nhiên, do nhiệt độ phản ứng cao của LPCVD, các nguyên tử hydro thường được loại bỏ khỏi màng silicon nitride, do đó hàm lượng hydro trong chất phản ứng thấp. Silicon nitride chủ yếu bao gồm các nguyên tố silicon và nitơ.
Nhiệt độ phản ứng PECVD thấp và các nguyên tử hydro có thể được giữ lại trong màng dưới dạng sản phẩm phụ của phản ứng, chiếm vị trí của các nguyên tử N và nguyên tử Si, làm cho hàm lượng hydro trong màng cao hơn, dẫn đến màng được tạo ra không dày đặc.
Tại sao PECVD thường sử dụng NH3 để cung cấp nguồn nitơ?
Các phân tử NH3 chứa các liên kết đơn NH, trong khi các phân tử N2 có chứa liên kết ba N≡N. N≡N ổn định hơn và có năng lượng liên kết cao hơn, nghĩa là nhiệt độ cao hơn là cần thiết để phản ứng xảy ra. Năng lượng liên kết NH thấp của NH₃ làm cho nó trở thành lựa chọn đầu tiên cho các nguồn nitơ trong các quá trình PECVD nhiệt độ thấp.
