Тонкие пленки нитрида кремния и гидрированного нитрида кремния: обзор методов получения и областей применения

Тонкие пленки нитрида кремния (SiNx) и гидрированного нитрида кремния (SiNx:H) вызывают значительный научный интерес благодаря широкому спектру областей применения. Уникальное сочетание оптических, механических и тепловых свойств позволяет использовать их в различных отраслях — от солнечной энергетики и производства полупроводников до изготовления стекла с покрытиями. Широкая запрещенная зона (~5.2 eV) этих тонких пленок обеспечивает возможность их применения в оптоэлектронике, тогда как слои SiNx могут служить пассивирующими и просветляющими слоями либо матрицей для кремниевых нановключений (Si-ni) в солнечных элементах. Кроме того, высокая водонепроницаемость SiNx делает его перспективным материалом для барьерных слоев органических светоизлучающих диодов (OLED). В работе представлен обзор современных технологических методов получения и областей применения тонких пленок SiNx и SiNx:H. Основное внимание уделено тенденциям и последним достижениям в различных процессах осаждения, опубликованным в последние годы. Исторически наиболее распространенными методами осаждения были различные варианты химического осаждения из газовой фазы (CVD), такие как плазменно-стимулированное (PE-CVD) и горячепроволочное (HW-CVD) осаждение, а также осаждение с использованием электронно-циклотронного резонанса (ECR); широко применяется и физическое осаждение из газовой фазы (PVD), преимущественно магнетронное распыление. Помимо этих методов получения, атомно-слоевое осаждение (ALD) является перспективной технологией, поскольку позволяет контролировать осаждение на атомном уровне и формировать чрезвычайно тонкие слои SiNx. Сравниваются области применения этих методов осаждения; особое внимание уделяется влиянию метода получения на свойства тонких пленок SiNx, прежде всего на их оптические, механические и тепловые характеристики.