氮化硅薄膜的低应力

低压化学气相淀积（Low Pressure Chemical-Vapor Deposition，LPCVD）工艺是微电子加工工艺中用来制备薄膜的重要方法。通常需要把多种反应气体通入腔体中进行反应，通过调整温度、压力等条件控制反应速率，在衬底表面沉积形成薄膜。LPCVD氮化硅工艺是通过化学气相淀积生长氮化硅薄膜的一种工艺方法，在微电子加工工艺中常用来作为钝化层或结构层。

薄膜应力一般分为热应力和本征应力两种，本征应力与衬底的弹性模量、衬底厚度、薄膜厚度等参数有关，分为压应力和张应力两种。压应力会对衬底产生向下压的力，引起衬底边缘向下翘曲；张应力对衬底产生向上拉的力，会引起衬底边缘向上翘曲。大的应力会引起圆片较大的形变，造成芯片成品率低等问题，对圆片的工艺流片产生不利的影响。

在微机械加工工艺（Micro-Electro Mechanical System，MEMS）中，经常需要用到低应力的氮化硅薄膜作为结构层。目前研究较多的是采用等离子增强化学气相淀积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）的方式进行低应力氮化硅薄膜的生长，采用PECVD工艺生长低应力氮化硅薄膜的优势是其通过调整高低频的比例等参数，可以较为方便地控制生长薄膜的应力，但是由于其生长的温度较低，氮化硅薄膜致密性较差，并且含有较多的H键，无法耐受高温工艺，可靠性较差，不能应用于MEMS高温传感器等对薄膜可靠性要求较高的器件。而LPCVD工艺采用的是高温低压的方式淀积，生长的薄膜致密性好，可应用于MEMS高端传感器中，这就对低应力的LPCVD氮化硅工艺提出了需求。