Состав, структура и функциональные свойства тонких пленок нитрида кремния, выращенных атомно-слоевым осаждением
для применения в микроэлектронике
(Обзор 25 лет исследований)

Рассмотрены итоги исследований 25 лет состава, структуры и основных функциональных свойств тонких пленок нитрида кремния (SiN_x), полученных атомно-слоевым осаждением (Atomic Layer Deposition, ALD), применительно к задачам технологий микроэлектроники. Скорости осаждения пленок SiN_x для большинства исследованных процессов в интервале температур 200—600 °С по порядку величин соответствовали 0.1 нм/цикл для двух- и трехстадийных процессов с участием прекурсоров из групп хлорсиланов, силанов, аминосиланов, силиламинов, циклосилазанов и различных вторых реагентов (NH₃, N₂H₄, H₂, N₂ и их комбинации). Для исследований пленок SiN_x использовали методы XPS, RBS, FTIR, AES, AFM и др. Обсуждаемые схемы процессов роста подразумевали наличие поверхностных групп NH и NH₂. Плазменная активация азотсодержащих реагентов необходима при подготовке поверхности растущей пленки SiN_x для начала хемосорбции прекурсора на последующем цикле осаждения и позволяет на несколько порядков величин снизить дозы прекурсоров. В процессах с плазменной активацией при участии хлорсиланов возможно формирование неприемлемых неоднородных по свойствам конформных по толщине пленок на боковых поверхностях сложных ступенчатых рельефов микроэлектронных приборов. Наилучшие характеристики по стехиометричности, составу и свойствам пленок SiN_x наблюдались для температур осаждения выше примерно 500 °С для процессов как с термической, так и с плазменной активацией. Сделан вывод о необходимости глубокого систематического обзорного исследования экспериментальных публикаций по плазмоактивированному ALD тонких пленок нитрида кремния, а также их составу, структуре и свойствам.