本研究使用德國ROTH&RAU科學(xué)儀器研制中心制造的PECVD-SiNA1型設(shè)備制備不同厚度的SiN薄膜。

　　測試設(shè)備用：SENTECH生產(chǎn)SE-400ADV的激光偏振儀;SEMILAB生產(chǎn)的WT-2000的少子壽命測試儀。

　　實(shí)驗(yàn)材料：材料采用P型(100)的直拉的125 mmx125 mm單晶硅片，電阻率約為0.5～3 Ω·cm，厚度200+50μm。在實(shí)驗(yàn)前經(jīng)過硅片清洗和制絨，磷擴(kuò)散，等離子刻蝕，去除磷硅玻璃等工藝。

　　實(shí)驗(yàn)用到的氣體有SiH4，NH3，N2。腐蝕溶液為HF酸。SiH4和NH3氣體分別用于等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積法沉積SiN薄膜，為安全起見，SiH4由氮?dú)庀♂屩?0%，NH3濃度為99.999%。N2主要用于在沉積完薄膜后清洗氣路和反應(yīng)室，它們的純度都為99.999%。

　　PECVD系統(tǒng)主要工藝參數(shù)包括射頻功率、反應(yīng)氣體組分、氣體總流量、襯底溫度和反應(yīng)壓力等，這些參數(shù)對SiN薄膜的性能有很大影響。

　　由于影響PECVD系統(tǒng)淀積效果的參數(shù)很多，如氣體流量和流量比，工藝腔溫度，射頻功率，沉積氣壓等等，而且對不同的PECVD設(shè)備會有不同的最佳參數(shù)，我們有必要就主要的控制參數(shù)進(jìn)行研究，摸索出在這臺PECVD設(shè)備上淀積氮化硅薄膜的最佳工藝參數(shù)組合。

　　在此一共選取了沉積壓強(qiáng)(6組)、微波功率(5組)、氣體流量比(11組)、工藝腔溫度(4組)四個(gè)變量。采取改變其中的變量其他三個(gè)變量不變的實(shí)驗(yàn)方法，最后得出各個(gè)變量主要對電池片哪些參數(shù)有影響，提出一個(gè)可行的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案。

　　通過查閱相關(guān)資料，我們總結(jié)出SiN薄膜較好的各參數(shù)范圍：薄膜厚度在70～80 nm之間，膜厚差應(yīng)小于5 nm，折射率2.0～2.1之間，4 nd在630 nm左右，少子壽命越大越好，腐蝕速率越小。

　　根據(jù)資料和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，從以上幾組實(shí)驗(yàn)中找出了一些實(shí)驗(yàn)效果比較好的參數(shù)，然后共得到8組優(yōu)化參數(shù)，這8組實(shí)驗(yàn)做完之后，再用1：5的氫氟酸對制得薄膜進(jìn)行腐蝕，實(shí)驗(yàn)具體參數(shù)如表3，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4。

?

?

　　圖5～圖8給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。采用平板式PECVD法制備氮化硅薄膜時(shí)，沉積條件對氮化硅薄膜特性的影響如下：

?

　　(1)壓強(qiáng)主要對折射率和腐蝕速率有影響：隨著壓強(qiáng)的升高(見圖5)，折射率上升而腐蝕速率下降(見圖6)。壓強(qiáng)增大時(shí)，膜的均勻性下降(見圖7)。

　　(2)功率主要對膜厚和膜厚差有影響：隨著功率的增大，膜厚增大而膜厚差下降(見圖8)。

　　(3)流量比主要對折射率、膜厚和膜厚差都有影響：隨著流量比的升高，折射率下降而膜厚和膜厚差都是先升后降(見圖8)。

　　(4)溫度對薄膜的各個(gè)參數(shù)影響都不大。溫度上升，折射率增大(見圖5)，腐蝕速度下降(見圖6)。

　　4 結(jié)語

　　經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析，在溫度為430℃，壓強(qiáng)為2.1×10-1mbar，功率為3 200 W，流量比為3.07，制備的薄膜具有良好特性，是制作減反射膜的良好的方案。