有机硅化合物膜的制备及其在绝缘钝化保护中的应用.PDF

维普资讯 有机硅化合物膜的制备及其在 绝缘钝化保护中的应用 曹伟 氏、周坤舞、张吉人 t申蓬利学院成都肯机比学研究所) 本文舟绍 了有机磕化合物膜的等离子体 气相 枳，膜的性质、结构琏作为绝淳钝化保护 的应 闸 。 前 言 等离子体气相沉积是在低压强下，由反应物的蒸气激发辉光放电化学反应的成膜过程， 是一种新的成膜技术。阵特别适宜于有机化合物的成膜外，还具有成膜温度低，适应性广， 膜层均匀、致密、无针孔且与基体附着牢固等特点。等离子体气相沉积无定形硅、氧化硅、 氯化硅等 已有许多报导(1— 4)，其 良好的绝缘钝化性能有着广泛的应用前景。 本文我们用育机硅烷代替常规的硅甲烷作为反应气体 ，通过等离子体气相沉积，考察了 机积条件、膜结构、膜性质及作为B3一D晶体管芯柱绝缘钝化保护层的应用。 实 验 气相沉积是在钟罩式反应器内的平行板 电极上进行。13．56MHZ的射频 电源耦合到电极 上激发反应气体产生辉光放电，使反应物分子通过电离、激发、离解生成化学活性物种，通过 气相和气固相反应生成薄膜。使用的反应气体为六甲基二硅胺烷 (HMDSZ)，氲为添加气 体。HMDSz与Ar的流量 比为1．2—1．5。基体视不同需要包括硅、氯化钾、载玻片及B3一 D晶体管芯桂 (成都970厂生产) 射频功率40—1OO瓦，沉积时总压强30—3Pa。基体温度 室温 一200~C。膜沉积速度5O一 1OO埃 ／mi11。 用扫描 电镜观察 了膜的表面形貌，通过元索分析 、红外 光 谱 、X 射 线 光 电 子 能 谱 (XPS)、X射线衍射 (XRD)分析了膜的组成结构 由酸、碱、盐溶液和有机溶剂浸 泡考察 了膜的化学稳定性。通过热分析 (TG--DAT)测定了膜的热稳定性。高阻计 测 定 丁膜及芯柱绝缘电阻值，并改变湿度环境，考察了绝缘电阻的变化。 维普资讯 结果与讨论； ． 膜 的沉积 等离子体气相况积的主要参数为反应气体组成和配比．癍量、压强、基体温度和射频功 率等。囝l、2分别为膜沉积邃率与放电功率和放电压强 关条。在 中等功率下，膜沉识率陵 压强降低而降低，而大于5O瓦时沉积率饱和以至下降，逮表弱伴随沉积作甩的膜的烧蚀仟用 加刷所致。 ． 在室温至2OO 花围，基体温度对沉积率影响不大，但箍嵌过高 则膜 i冗积 率 噶显 下 降。 沉积厚度与沉积时间呈线性若系，随时问延长，膜臻薄性增加 i 譬 燕 图 1 ：兄枳速率与放 电功率 的关系 图2 沉积率与放 电压强的关系 2， 膜 结构厦性质 膜一般为透 明无色，随厚度增加 由淡黄色、兰紫色逐渐加深 。．测定膜的密度在1．3～1．8 之间与放电条件有关。sEM观察膜非常平整、致曹、五针孔。图3、4分别为B3一 D芯 柱沉积保护膜前后的SEM腻片。圉中左下方为芯柱 缀【，右上方为玻珠。从图中盟显可见 芯柱原来存在裂纹和缺陷，沉积保护 蔓后，由于膜本身极致密对缺陷有 良好遮盖能力。对沉 积在玻片上的膜进划痕拉剥试验，表明膜有极好的附着力。 元素分析膜中C、H、K、O、si的重量百分含量 分 另Ⅱ为 34．67，5．14，4．26，0．82， 55，H。从而计算出膜的经验分子式为C H ． N。．10 S ¨。可见H／c，N／~原 子 数 比分别低=~HMDSZ的3．17和o．17．说明沉积过程中反应气律分子的碎裂导致H 和 N 的抽 提和O 的插入。 维普资讯 圈 ： ．枳前玻 # (上方)与引线 目4 与 圈 3相应位 置 兄积