RFプラズマCVDにより作製したSiO_xN_y膜の機械的特性

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概要

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• Silicon oxynitride (SiO_xN_y) films were deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PCVD), using silane (SiH_4) , nitrious oxide (N_2O) and nitrogen (N_2) as reactive gases. Studies on the mechanical properties and composition of the SiO_xN_y films indicated that an increase in N_2O flow rate leads to an increased SiO_2 molar fraction in SiO_xN_y films, a decrease in microhardness, and change from a compressive stress for Si-N rich films to a tensile stress for Si-O rich films. It was found that there was a good relationship between the SiO_2 molar fraction and the stress and the microhardness of the SiO_xN_y films formed under the various conditions of N_2O flow rate or pressure. Experimental results showed no significant dependence of the microhardness and the composition of the films on the N_2 flow rate, but the residual stress depended on the N_2 flow rate. The residual stress changed from compressive to tensile with increasing N_2 flow rate, indicating that the residual stress in SiO_xN_y film was controlled by N_2 flow rate, while the microhardness and the composition of the films were kept constant. This has been explained in terms of the bombardment effects of N_2 ions against the growing layers, which was confirmed by measuring the optical emission spectrum from a PCVD plasma of an SiH_4-N_2-N_2O gas mixture. A good correlation between the microhardness and the refractive index of the films deposited at constant substrate temperature was found, leading to the conclusion that fairly accurate estimation of microhardness of SiO_xN_y films with thicknesses of 1 μm or less was possible through measuring the refractive index.

• 社団法人日本セラミックス協会の論文
• 1997-02-01

著者

• 平尾 孝

  (株)松下テクノリサーチ

• 北川 雅俊

  松下電器産業

• 倉増 敬三郎

  松下電子部品(株)開発技術センター材料開発研究所

• 是近 哲広

  松下電子部品(株)開発技術センター材料開発研究所

• 倉増 敬三郎

  松下電子部品

• 北川 雅俊

  松下電器産業(株)中央研究所

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