采用富碳硅氮烷前驱体对低k值硅碳氮化物薄膜进行宽带紫外辅助热退火处理

摘要： 采用富碳硅氮烷前驱体N-甲基-氮杂-2,2,4-三甲基硅杂环戊烷(SiC7NH17)，通过等离子体增强化学气相沉积法在100°C下制备了低k介电常数硅碳氮化物(SiCxNy)薄膜。对SiCxNy薄膜进行400°C、5分钟的热退火和宽带紫外辅助热退火(UV退火)后处理。与单纯热退火相比，UV退火能同时改善低k值SiCxNy薄膜的介电性能和机械性能。热退火处理下薄膜表现出优异的热稳定性但结构变化微??；而UV退火过程中大部分Si-H和N-H键断裂，促使更多Si-N交联形成并使Si-C基质转化为Si-N基质。Si-(CH2)2-Si中的乙烯桥结构保持完整，但Si-(CH2)2-N和Si-CH2-CH3键中的非桥接烃类在UV退火过程中完全分解。这些变化使得薄膜介电常数从3.6降至3.2，杨氏模量提升21%达到7.4GPa?？泶贤馔嘶鹱魑嵘蚹介电屏障SiCxNy薄膜性能的后处理方法展现出良好应用前景。