Chế tạo màng mỏng Si3N4 SiO2 và màng treo Si3N4 bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học tăng cường plasma

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Phạm Thị Hồng

CHẾ TẠO MÀNG MỎNG Si3N4, SiO2 VÀ MÀNG TREO Si3N4 BẰNG PHƢƠNG
PHÁP LẮNG ĐỌNG HƠI HÓA HỌC TĂNG CƢỜNG PLASMA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Phạm Thị Hồng

CHẾ TẠO MÀNG MỎNG Si3N4, SiO2 VÀ MÀNG TREO Si3N4 BẰNG PHƢƠNG
PHÁP LẮNG ĐỌNG HƠI HÓA HỌC TĂNG CƢỜNG PLASMA

Chuyên ngành: Vật Lý Chất Rắn
Mã số: 8440130.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Nguyễn Việt Tuyên

TS. Nguyễn Quốc Hƣng

Hà Nội – Năm 2018


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Thầy của tôi: thầy Nguyễn Việt Tuyên và
thầy Nguyễn Quốc Hƣng đã hƣớng dẫn, chỉ dạy tơi trong q trình học tập, làm việc
cũng nhƣ trong tƣ duy khoa học để hồn thành luận văn. Tơi xin bày tỏ niềm cảm
ơn sâu sắc đến các thầy Nguyễn Minh Huệ khoa Vật lý, trƣờng Đại học kỹ thuật Lê
Quý Đôn, thầy Nguyễn Trần Thuật từ trung tâm Nano và Năng Lƣợng, trƣờng Đại
học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQGHN, anh Phạm Văn Duy, anh Nguyễn Đức Huy,
chị Phan Thị Giang từ khoa Vật lý, Đại học Quốc lập Đông Hoa đã hỗ trợ và giúp
đỡ tơi trong q trình làm luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tồn thể thầy cơ của Bộ mơn Vật lý Chất
Rắn cũng nhƣ tồn thể thầy cơ trong Khoa Vật lý, Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại
học Quốc gia Hà Nội đã chỉ dạy kiến thức và tạo điều kiện cho tơi hồn thành đề tài
này. Tơi xin cảm ơn trung tâm Nano và Năng lƣợng đã tạo điều kiện cho tôi đƣợc
thực tập và nghiên cứu tại đây.
Tôi cảm ơn sự hỗ trợ của Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia
thông qua số tài trợ 103.02-2015.79.
Nhân dịp này, tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trƣờng Đại học
Khoa Học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình giảng dạy, truyền đạt
kiến thức, giúp tơi hồn thành luận văn.
Tơi cảm ơn tất cả các đồng nghiệp của tôi: Đặng Hữu Tùng, Đặng Tuấn Linh,
Nguyễn Thị Thu Thảo và đồng nghiệp tại trung tâm nano đã luôn hỗ trợ và giúp đỡ
tơi trong q trình hồn thành luận văn này. Tơi cảm ơn bạn Phan Vũ Thị Vân,
Nguyễn Thị Hà Xuyên, Nguyễn Thị Chinh và tập thể 109 T1 là bạn đồng hành và
động viên tơi trong q trình thực hiện luận văn này.
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn động viên và giúp đỡ tôi

trong thời gian vừa qua.
Hà Nội, tháng 12 năm 2018

Phạm Thị Hồng


Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan nội dung trong bản luận văn khoa học này là kết quả cơng
trình nghiên cứu của tôi dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Nguyễn Việt Tuyên và TS.
Nguyễn Quốc Hƣng. Những nội dung tham khảo đều đƣợc trích dẫn từ các tài liệu
đƣợc liệt kê trong danh mục tài liệu tham khảo của công trình nghiên cứu.
Học viên thực hiện

Phạm Thị Hồng


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN .......................................................................................3
1.1.

Giới thiệu tổng quan về màng mỏng Si3N4, SiO2 và màng treo Si3N4. .........3

1.1.1

Màng mỏng Si3N4. ..................................................................................3

1.1.2

Màng mỏng SiO2. ...................................................................................4

1.1.3

Màng treo siêu mỏng. .............................................................................6

1.2.

Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nƣớc. ..................................................8

1.3.

Các phƣơng pháp chế tạo màng mỏng Si3N4, SiO2 và màng treo siêu mỏng

Si3N4 trên đế silic. ....................................................................................................8
CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........12
2.1.

Quá trình chế tạo vật liệu.............................................................................12

2.1.1.

Giới thiệu máy sử dụng trong quá trình thực nghiệm...........................12

2.1.1.1. Giới thiệu máy PECVD. .......................................................................12
2.1.1.2. Máy quang khắc. ...................................................................................12
2.1.2.

Quá trình lắng đọng màng mỏng bằng plasma. ....................................13

2.1.3.

Q trình ăn mịn màng mỏng bằng plasma. ........................................16

2.1.4.

Q trình ăn mịn đế silic bằng KOH. ..................................................19

2.2.

Quá trình chế tạo màng treo Si3N4 trên đế silic. ..........................................20

2.3.

Các phƣơng pháp nghiên cứu. .....................................................................23

2.3.1.

Tính chất hóa học. .................................................................................23

2.3.2.

Tính chất quang. ...................................................................................28

2.3.3.

Tính chất cơ học....................................................................................32

2.3.4.

Tính chất bề mặt ...................................................................................33

CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..........................................................35
3.1.

Kết quả khảo sát của màng mỏng Si3N4. .....................................................35

3.2.

Kết quả khảo sát của màng mỏng SiO2. ......................................................45

3.3.

Khảo sát tốc độ ăn mòn của màng mỏng bằng plasma. ..............................54


3.4.

Khảo sát màng treo siêu mỏng Si3N4 trên đế silic. ......................................59

KẾT LUẬN ...............................................................................................................65
HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .....................................................................66
CÁC CƠNG TRÌNH CÔNG BỐ TRONG LUẬN VĂN THẠC SĨ .........................67
Tài liệu tham khảo .....................................................................................................68


Danh mục hình vẽ
Hình 1.1. Cấu trúc tinh thể của hợp chất Si3N4: (a) ba nghiêng α-Si3N4, (b) lục giác
β-Si3N4 và (c) lập phƣơng γ-Si3N4 tạo bởi từ hai cấu hình α-Si3N4 và β-Si3N4 [19]. .3
Hình 1.2. Một số cấu trúc tinh thể điển hình của silica tồn tại ở trạng thái tự nhiên. .5
Hình 1.3. Mặt cắt của thành phần thiết bị cảm biến đƣợc chế tạo trên màng treo. .....6

Hình 2.1. Máy PECVD và hệ thống phần mềm điều khiển tại trung tâm Nano và
Năng lƣợng – trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQGHN. ...........................12
Hình 2.2. Máy quang khắc đƣợc đặt tại phòng vàng của trung tâm Nano và Năng
lƣợng trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQGHN. ........................................13
Hình 2.3. Sơ đồ buồng lắng đọng PC1 của máy PECVD. Các khí tiền chất đƣợc đƣa
vào buồng chân không cao ở giữa hai bản tụ. Sau đó, các phân tử khí đƣợc tách ra
thành các ion tồn tại trạng thái plasma. Các ion kết hợp với nhau tạo ra hợp chất và
lắng đọng lên đế silic.................................................................................................14
Hình 2.4. Sơ đồ hệ ăn mòn màng mỏng bằng plasma. ICP là nguồn tạo plasma khi
khí tiền chất đi qua một cuộn dây có từ trƣờng. CCP là nguồn duy trì plasma tồn tại
giữa hai bản tụ điện. Plasma sẽ phản ứng với những vùng khơng có lớp cản quang
bảo vệ. .......................................................................................................................17
Hình 2.5. Q trình ăn mịn của màng mỏng: (a) Rửa đế silic bằng HF loại bỏ lớp
silic oxit, (b) lắng đọng màng mỏng bằng máy PECVD, (c) phủ lớp chất cản quang
AZ 5214 bằng máy phủ quay và chiếu tia UV xuyên qua mặt nạ quang, (d) nhúng
mẫu vào trong dung dịch TMAH 2,5 % loại bỏ lớp cản quang bị chiếu, ta thu đƣợc
các chi tiết hình vng, (e) thực hiện q trình ăn mịn khơ bằng plasma SF6, (d) rửa
bằng dung dịch acetone để loại bỏ lớp cản quang. Độ sâu ăn mòn của màng phụ
thuộc vào thời gian thực hiện. ...................................................................................18
Hình 2.6. Hệ thống ăn mịn đế silic bằng dung dịch KOH 20% ...............................20
Hình 2.7. Quá trình tạo màng treo Si3N4: (a) rửa đế silic bằng HF 1%, (b) phủ lớp
Si3N4 lên cả hai mặt của đế, (c) lớp cản quang AZ 5214 đƣợc phủ lên hai mặt của
mẫu, (d) tạo các chi tiết hình trịn bằng máy quang khắc, (e) ăn mịn khơ bằng


plasma SF6, (h) loại bỏ lớp cản quang bằng dung dịch acetone, (h) ăn mòn ƣớt trong
dung dịch KOH 20%. ................................................................................................21
Hình 2.8. Hiện tƣợng nhiễu xạ tia X .........................................................................23
Hình 2.9. Quy trình đo của nhiễu xạ kế tia X SIEMENS D5005, Bruker, Đức [51].
...................................................................................................................................24

Hình 2.10. Mơ hình ngun lý đo của phép đo phổ kế phân cực elip. .....................25
Hình 2.11. Máy phổ kế phân cực elip tại Đại học kỹ thuật Lê Q Đơn. ................26
Hình 2.12. Q trình phát xạ XPS và điện tử Auger [46, 51]. ..................................27
Hình 2.13. Nguyên lý của phép phân tích phổ tán xạ năng lƣợng tia X. .................28
Hình 2.14. Sơ đồ năng lƣợng trình bày sự hấp thụ ánh sáng và quá trình phát xạ
photon. .......................................................................................................................29
Hình 2.15. Sơ đồ cấu trúc thiết bị đo quang phổ kế UV-VIS [51]. ..........................31
Hình 2.16. (a) Nguyên lý đo độ dày màng của phép đo alpha-step. (b) Hệ đo alphastep NanoMap 500LS tại trƣờng Đại học Việt Nhật – Đại học Quốc gia Hà Nội. ...32
Hình 2.17. Sơ đồ thiết bị FESEM [51]......................................................................33
Hình 2.18. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kính hiển vi lực ngun tử. ...................34
Hình 3.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu SiNx tại 317 ℃, áp suất 0,3 Torr, nguồn
RF 7W. ......................................................................................................................35
Hình 3.2. Kết quả sau khi fit giữa thực nghiệm và lý thuyết của màng mỏng Si3N4.
Kết quả của quá trình fit, năng lƣợng vùng cấm của màng đƣợc xác định...............36
Hình 3.3. (a) kết quả của phép đo alpha-step của mẫu với tỉ lệ khí

/

=

20/10 với độ dày 212,7 nm và các kết quả khác của phép đo đƣợc xác định tƣơng tự.
(b) Đồ thị so sánh kết quả đo độ dày màng SiNx chế tạo với tỉ lệ

/

khác nhau của hai phép đo phổ kế phân cực elip và alpha-step................................39
Hình 3.4. Năng lƣợng vùng cấm của màng SiNx lắng đọng với tỉ lệ

/

khác nhau đo bằng máy phổ kế phân cực elip. .........................................................40
Hình 3.5. Phổ XPS của màng mỏng Si3N4 với

/

= 80/5: (a) dải phổ

năng lƣợng của các nguyên tố, (b) phổ phân giải của đỉnh Si 2p, có hai thành phần
đóng góp là Si3N4 và SiO2, (c) năng lƣợng liên kết của N 1s. .................................41


Hình 3.6. (a) Độ dày của mẫu đƣợc xác định bằng phép đo alpha-step với mẫu lắng
đọng trong thời gian 15 phút với độ dày 103,0 nm. (b) Tốc độ lắng đọng của màng
Si3N4 tại nhiệt độ 317 ℃, áp suất 0,3 Torr, nguồn RF 7W. ......................................43
Hình 3.7. Hình ảnh hiển vi quang học của màng mỏng Si3N4 sau khi lắng đọng bằng
PECVD (a), hình thái của màng mỏng Si3N4 đo bằng FESEM (b), AFM (c). .........44
Hình 3.8. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu SiOx chế tạo bằng phƣơng pháp PECVD
tại nhiệt độ 317 ℃, áp suất 0,4 Torr, nguồn RF 20 W. .............................................45
Hình 3.9. Kết quả sau khi fit của màng mỏng SiO2 giữa kết quả của phép đo phổ kế
phân cực elip và mơ hình Lorent cổ điển. .................................................................46
Hình 3.10. (a) Kết quả độ dày của màng SiO2 xác định bằng phép đo alpha-step, độ
dày của màng SiOx chế tạo với tỉ lệ khí

/

= 80/2 là 294,7 nm. (b) Đồ

thị so sánh kết quả đo độ dày màng SiOx chế tạo với tỉ lệ

/

khác nhau

của hai phép đó phổ kế phân cực elip và alpha-step. ................................................49
Hình 3.11. Chiết suất của màng mỏng SiOx lắng đọng tại nhiệt độ 317 ℃, áp suất
0,4 Torr, nguồn RF 20 W với

giữ cố định bằng 80 sccm và

thay đổi.

...................................................................................................................................50
Hình 3.12. Phổ XPS của màng mỏng SiO2 với

/

= 80/4: (a) dải phổ

năng lƣợng của các nguyên tố, (b) phổ phân giải cao của đỉnh Si 2p, thành phần
đóng góp chính là SiO2 và một phần nhỏ là Si từ đế silic.........................................51
Hình 3.13. (a) Độ dày của màng đƣợc xác định bằng phép đo alpha-step, độ dày của
màng lắng đọng trong thời gian 5 phút là 213,7 nm. (b) Tốc độ lắng đọng của màng
SiO2 tại nhiệt độ 317 ℃, áp suất 0,4 Torr, nguồn RF 20W với tỉ lệ khí

/

= 80/4. ...........................................................................................................53
Hình 3.14. Hình ảnh màng mỏng SiO2 sau khi lắng đọng bằng PECVD (a), hình thái
của màng mỏng SiO2 đo bằng FESEM (b), AFM (c). ..............................................54
Hình 3.15. (a) Độ dày bị ăn mòn của màng trong thời gian 1 phút là 49,7 nm và các

kết quả khác xác định bằng phép đo alpha-step là tƣơng tự. (b) Sự phụ thuộc của độ
dày bị ăn mòn của Si3N4 với thời gian ăn mịn khơ. Đế silic bị ăn mịn nhanh hơn so


với hợp chất Si3N4 khi CCP = 20 W, ICP = 200W, áp suất 0,03 Torr và 50 sccm khí
SF6. ............................................................................................................................56
Hình 3.16. (a) Độ dày bị ăn mịn của màng SiO2 trong thời gian 15 phút là 113 nm
và các kết quả khác đƣợc xác định tƣơng tự bằng phép đo alpha-step. (b) Sự phụ
thuộc của độ sâu ăn mòn màng SiO2 bằng plasma F- và O2- với thời gian ăn mịn. .58
Hình 3.17. (a) Mơ hình màng treo Si3N4 trên đế silic. Độ dày của màng mỏng Si3N4
xấp xỉ 200 nm, trong khi độ dày của Si là 275 µm, (b) hình ảnh đằng trƣớc của
màng treo nếu mặt nạ cản quang của máy quang là hình trịn có kớch thc 600 ì
600 àm, (c) hỡnh nh ng sau của màng treo Si3N4 sau khi tham gia quá trình ăn
mòn bằng dung dịch KOH 20%, (d), (e) màng treo có hình dáng là hình chữ nhật
với kích thƣớc khác nhau với mặt nạ cản quang là hình chữ nhật. ...........................60
Hình 3.18. (a) Hình ảnh FESEM của màng treo Si3N4 trên đế silic sau khi thực hiện
q trình ăn mịn ƣớt bằng dung dịch KOH 20%, (b) Phổ EDS của màng treo Si3N4
trên đế silic. ...............................................................................................................62
Hình 3.19. (a) Phổ truyền qua, (b) phổ hấp thụ của màng treo Si3N4 trên đế silic. ..62
Hình 3.20. Đồ thị giữa (αhν)2 với hν để xác định năng lƣợng vùng cấm (Eg) của
màng treo Si3N4 trên đế silic. ....................................................................................63
Hình 3.21. Phổ huỳnh quang của màng treo vơ định hình Si3N4 đƣợc đo với bƣớc
sóng kích thích 263 nm tại nhiệt độ phịng. ..............................................................64


Danh mục bảng
Bảng 1.1. Các phƣơng pháp chế tạo của màng mỏng SiO2 và Si3N4 và màng treo
siêu mỏng Si3N4 trên đế silic. ......................................................................................8
Bảng 2.1: Lắng đọng màng SiNx theo tỉ lệ

/

khác nhau. ..................15

Bảng 2.2. Lắng đọng màng SiOx theo tỉ lệ

/

khác nhau. ....................16

Bảng 2.3. Các thơng số ăn mịn khô của màng mỏng Si3N4 và SiO2. .......................19
Bảng 3.1: Kết quả sau khi fit của 12 mẫu bằng phép đo phổ kế phân cực elip. .......37
Bảng 3.2. Kết quả đo của 8 mẫu với tỷ lệ

/

khác nhau thực hiện bằng

phép đo alpha-step. ....................................................................................................38
Bảng 3.3. Độ dày của màng Si3N4 đƣợc lắng đọng với thời gian khác nhau tại nhiệt
độ 317 ℃, áp suất 0,3 Torr, nguồn RF 7W. ..............................................................42
Bảng 3.4. Kết quả thu đƣợc sau khi fit của màng mỏng SiOx bằng phƣơng pháp phổ
kế phân cực elip.........................................................................................................47
Bảng 3.5. Kết quả đo các mẫu chế tạo với tỷ lệ

/

khác nhau thực hiện

bằng phép đo alpha-step. ...........................................................................................48

Bảng 3.6. Độ dày của màng mỏng SiO2 lắng đọng với thời gian khác nhau. ...........52
Bảng 3.7 Kết quả độ dày bị ăn mòn trung bình của màng Si3N4 bằng plasma SF6 với
thời gian khác nhau. ..................................................................................................55
Bảng 3.8. Kết quả độ dày bị ăn mòn trung bình của màng SiO2 bằng plasma SF6 và
O2 với thời gian khác nhau. .......................................................................................57
Bảng 3.9. Bảng thống kê hiệu suất chế tạo màng treo thành cơng với các kích thƣớc
khác nhau sau q trình ăn mịn trong dung dịch KOH 20%. ..................................61


Tên từ viết tắt
MEMS:

MicroElectroMechanical System: hệ thống vi cơ điện tử.

APCVD: Atmospheric-pressure Chemical Vapor Deposition: Phƣơng pháp lắng
đọng hơi hóa học áp suất khí quyển.
LPCVD: Low-pressure chemical Vapor Deposition: Phƣơng pháp lắng đọng hơi
hóa học áp suất thấp.
PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: lắng đọng hơi hóa học
tăng cƣờng plasma.
LLC:

Load-lock Chamber: buồng trung gian.

PC:

Process Chamber: buồng phản ứng.

RF:

Radio Frequency: tần số vơ tuyến.

FR:

Flow Rate: tốc độ dịng khí tính theo đơn vị sccm.

RIE:

Reactive-ion Etching: ăn mòn bằng phản ứng ion.

CCP:

Capacitively Coupled Plasma: nguồn tạo plasma giữa hai bản tụ.

ICP:

Inductively Coupled Plasma: nguồn tạo plasma cảm ứng.

EDS:

Energy-dispersive X-ray Spectroscopy: phổ tán xạ năng lƣợng tia X.

UV:

Ultraviolet: vùng tử ngoại.

VIS:

Visible: vùng nhìn thấy

NIR:

Near Infrared: vùng gần hồng ngoại.

FESEM:

Field Emission Scanning Electron Microscopy: kính hiển vi điện tử
quét phát xạ trƣờng.

AFM:

Atom Force Microscope: kính hiển vi lực nguyên tử.


MỞ ĐẦU
Hiện nay, nhiều ngành khoa học tập trung nghiên cứu chế tạo các thiết bị có
kích thƣớc nhỏ trong hệ thống vi cơ điện tử (MicroElectroMechanical Systems:
MEMS) gồm có vi thiết bị điện làm lạnh siêu nhỏ (microcooler device) hoặc cảm
biến sinh học… [13, 41]. Trong đó, vi thiết bị điện làm lạnh siêu nhỏ là một đề tài
khoa học có ứng dụng cao. Vi thiết bị điện làm lạnh với kích thƣớc cỡ micro hoạt
động trên cơ sở hiệu ứng nhiệt điện [42, 48, 66]. Vì vậy, để tăng hiệu suất của vi
thiết bị điện làm lạnh siêu nhỏ, ta cần một lớp cách nhiệt làm giảm quá trình truyền
nhiệt giữa các vùng với nhau hay giữa thiết bị với mơi trƣờng bên ngồi. Vấn đề
này đƣợc xem là một trong những chủ đề nghiên cứu cần thiết trong quá trình
nghiên cứu và phát triển của vi thiết bị điện làm lạnh. Hiện nay, lớp cách nhiệt đang
đƣợc nghiên cứu rộng rãi và tồn tại dƣới các hình thức khác nhau. Một trong số đó
phải nhắc đến màng treo Si3N4 đƣợc chế tạo trên đế silic. Màng treo Si3N4 có ứng
suất, hệ số dẫn nhiệt thấp và là vật liệu cách điện nên đƣợc ứng dụng trong vi thiết
bị điện làm lạnh [12]. Đây là một linh kiện đầy tiềm năng để ứng dụng trong các
vật liệu kích thƣớc micro. Ngoài ra, màng treo siêu mỏng Si3N4 đƣợc ứng dụng

trong kính hiển vi điện tử truyền qua hay trong các thiết bị cảm biến. Bên cạnh đó,
nghiên cứu chế tạo màng mỏng Si3N4 và SiO2 cũng là một phần nghiên cứu quan
trọng. Từ việc thay đổi tỷ lệ khí và giữ ngun các thơng số chế tạo nhƣ áp suất,
nguồn RF và thời gian, chúng tôi xác định đƣợc điều kiện lắng đọng và ăn mịn khơ
của màng mỏng Si3N4 và SiO2. Các kết quả của màng mỏng là tiền đề cho quá trình
nghiên cứu và chế tạo màng treo. Đồng thời, màng mỏng còn đƣợc ứng dụng là lớp
bảo vệ cho đế silic, là chất điện môi cách nhiệt tốt.
Vì vậy, chủ đề nghiên cứu chính trong luận văn của tơi có tên đề tài: “Chế tạo
màng mỏng Si3N4, SiO2 và màng treo Si3N4 bằng phƣơng pháp lắng đọng hơi hóa
học tăng cƣờng plasma” gồm ba chƣơng chính là:


Chƣơng I: Tổng quan.

1


Giới thiệu cấu trúc, tính chất và ứng dụng của màng mỏng Si3N4 và SiO2
cũng nhƣ màng treo Si3N4. Trình bày một số phƣơng pháp chế tạo màng mỏng và
màng treo đang đƣợc nghiên cứu.


Chƣơng II: Thực nghiệm và các phƣơng pháp nghiên cứu.

Giới thiệu tổng quan về thiết bị sử dụng và trình bày quá trình chế tạo màng
mỏng Si3N4 và SiO2, màng treo Si3N4 theo phƣơng pháp lắng đọng hơi hóa học tăng
cƣờng plasma. Trình bày các phƣơng pháp nghiên cứu để xác định tính chất hóa học,
tính chất quang, tính chất cơ học và tính chất bề mặt của màng mỏng và màng treo.


Chƣơng III: Kết quả và thảo luận.

Trong chƣơng này, tơi xin trình bày các kết quả thu đƣợc về màng mỏng nhƣ:
điều kiện lắng đọng và ăn mịn khơ của màng mỏng Si3N4, SiO2. Dựa vào kết quả
này, màng treo Si3N4 đƣợc chế tạo thành cơng với các kích thƣớc khác nhau trên đế
silic. Từ các kết quả đo của màng treo, ta thấy đƣợc sự sai hỏng trong cấu trúc của
vật liệu Si3N4 vơ định hình.

2


CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
1.1.

Giới thiệu tổng quan về màng mỏng Si3N4, SiO2 và màng treo Si3N4.
1.1.1

Màng mỏng Si3N4.

Màng mỏng silic nitride là hợp chất gồm hai nguyên tố silic và nitơ. Nó đƣợc
nghiên cứu từ những năm 1960 với nhiều tính chất lý thú và ứng dụng quan trọng
trong cơng nghiệp. Trong đó, Si3N4 là một trong những hợp chất có nhiều ứng dụng
khoa học trong họ silic nitride [44]. Một số tính chất vật lý quan trọng nhƣ khối
lƣợng nguyên tử khối, khối lƣợng riêng, nhiệt độ nóng chảy của màng Si3N4 lần
lƣợt là 140,28 g.mol-1, 3,17 g/cm3, 1900 ℃ [20]. Tuy nhiên, Si3N4 là hợp chất khó
chế tạo hơn so với các vật liệu có khối lƣợng nguyên tử khối lớn. Thực tế, nó khơng
thể nóng chảy vƣợt qua nhiệt độ 1850 ℃ do sự phân tách từ các nguyên tử silic và
nitơ. Tuy nhiên, ta vẫn có thể tạo năng lƣợng liên kết giữa các nguyên tử nitơ với
nguyên tử silic tại nhiệt độ thấp hơn [2].

Hình 1.1. Cấu trúc tinh thể của hợp chất Si3N4: (a) ba nghiêng α-Si3N4, (b) lục giác
β-Si3N4 và (c) lập phương γ-Si3N4 tạo bởi từ hai cấu hình α-Si3N4 và β-Si3N4 [19].
Hợp chất Si3N4 tồn tại ở ba cấu trúc tinh thể điển hình: ba nghiêng α-Si3N4, lục
giác β-Si3N4 và lập phƣơng γ-Si3N4 [19] xem Hình 1.1. Trong đó, pha α- và β-Si3N4
có cấu trúc lần lƣợt là ba nghiêng (số hiệu hP28, nhóm khơng gian P31c, số 159) và
lục giác (hP14, P63, số 173) [50]. Đồng thời, chúng là hai cấu trúc phổ biến nhất của
Si3N4 và có thể chế tạo dƣới điều kiện áp suất thông thƣờng. Mặc dù, pha α-Si3N4
có chuỗi xếp chồng dài và cứng hơn so với pha β-Si3N4 nhƣng tại nhiệt độ cao pha

3


α-Si3N4 sẽ bị chuyển sang pha β-Si3N4. Đối với pha γ-Si3N4 chỉ có thể tổng hợp
đƣợc dƣới áp suất và nhiệt độ cao [30]. Pha γ-Si3N4 đƣợc hình thành từ hai pha αvà β-Si3N4 do q trình chia sẻ góc SiN4 tứ diện cho nhau để tạo lên các lớp liên
tiếp giữa hai pha, từ đó tạo thành cấu trúc lập phƣơng [68]. Tuy nhiên, trong quá
trình chế tạo ở nhiệt độ thấp nhỏ hơn 400 ℃, màng Si3N4 tạo ra tồn tại dƣới dạng vơ
định hình, gồm ba dạng tinh thể α-, β- và γ-Si3N4 [30].
Màng mỏng Si3N4 có nhiều ƣu điểm vƣợt trội nhƣ hệ số dẫn nhiệt thấp, khối
lƣợng riêng thấp, trơ về mặt hóa học, độ bền cao, khả năng chống mài mịn, chống
oxi hóa tốt… [43, 54, 57]. Do đó, màng mỏng Si3N4 là một mặt nạ bảo vệ cho ICs
hay trong quá tình oxi hóa chọn lọc của silic. Si3N4 cịn là một trong những vật liệu
điện môi ở cấu trúc lớp oxit-nitride-oxit trong các tụ DRAM [26].
1.1.2

Màng mỏng SiO2.

Silic đioxit (tên gọi khác: silica) là oxit của ngun tố silic có cơng thức hóa
học SiO2, tìm thấy trong tự nhiên chủ yếu dƣới dạng thạch anh và cát. Silic đioxit
không tồn tại riêng lẻ mà liên kết với nhau để tạo ra một phân tử lớn dƣới dạng tinh
thể hoặc vơ định hình [15, 45]. SiO2 có khối lƣợng nguyên tử: 60,08 g/mol, khối

lƣợng riêng khi ở dạng vơ định hình là 2,196 g.cm-3, nhiệt độ nóng chảy tại 2950 ℃
và chiết suất n = 1,46 [3, 21]. Đối với silic đioxit, hệ số giãn nở nhiệt thấp, điều này
có nghĩa là nó không gây áp lực lên các vật liệu khác khi tiếp xúc. Mặt khác, độ dẫn
nhiệt của màng mỏng SiO2 phụ thuộc vào sự thay đổi độ dày màng [7]. Silic đioxit
đƣợc chế tạo trong mơi trƣờng khơ có khối lƣợng riêng cao, hàm lƣợng tạp chất ít
và chất lƣợng oxit tốt hơn khi đƣợc chế tạo trong môi trƣờng ẩm.

4


Hình 1.2. Một số cấu trúc tinh thể điển hình của silic đioxit tồn tại ở trạng thái tự
nhiên.
Trong tự nhiên, silic đioxit tồn tại hơn 13 cấu trúc khác nhau. Trong đó, một
số dạng thù hình chính tồn tại nhƣ thạch anh (quartz), cristobalite và tridymite. Mỗi
dạng thù hình lại gồm có hai hoặc ba dạng thứ cấp khác nhƣ thứ cấp α tồn tại ở
nhiệt độ thấp và thứ cấp β tồn tại ở nhiệt độ cao. Hình 1.2. tổng hợp một số dạng
cấu trúc tinh thể của silica tồn tại trong tự nhiên của ba dạng thù hình đặc trƣng.
Ngồi các cấu trúc đặc thù, silica cịn có các cấu trúc khác nhau nhƣ: coesite,
tishovite… [59].
Silic đioxit nhân tạo tồn tại chủ yếu dƣới dạng cấu trúc vơ định hình, điển hình
là màng mỏng SiO2 [38]. Với cấu trúc vơ định hình, màng mỏng silic đioxit có khả
năng chịu mài mòn tốt, là chất cách điện và ổn định ở nhiệt độ cao. Nó cịn là hợp
chất bền trong môi trƣờng axit và bazơ ngoại trừ axit florua (HF) và một số bazơ
kiềm nhƣ kali hiđroxit (KOH), natri hiđroxit (NaOH) [22]. Vì vậy, nó dễ dàng lắng
đọng trên các vật liệu khác nhau nhƣ đƣợc nung nóng trên đế silic. Mặt phân cách
giữa silic và silic đioxit có tƣơng đối ít khuyết điểm cơ học và điện, nên có thể chế
tạo màng mỏng SiO2 trên đế silic. Ngồi ra, SiO2 có hằng số điện mơi cao và năng

5

lƣợng vùng cấm tƣơng đối rộng (Eg = 8,9 eV), dẫn đến nó trở thành một chất cách
điện tuyệt vời [3]. Silic đioxit là một vật liệu quan trọng trong việc chế tạo transistor
MOS cũng nhƣ trong các ứng dụng khác nhƣ vi thiết bị điện làm lạnh [25].
1.1.3

Màng treo siêu mỏng.

Hiện nay, thiết bị siêu nhỏ đang là xu hƣớng nghiên cứu của các nhà khoa học
nhằm mục đích cải thiện kích thƣớc cũng nhƣ cơng suất hoạt động của các thiết bị.
Nó đƣợc sử dụng phổ biến trong các hệ thống vi điện hóa nhƣ vi thiết bị điện làm
lạnh siêu nhỏ, cảm biến sinh học, đầu thu… Với kích thƣớc micro, năng lƣợng cung
cấp cho thiết bị giảm nhƣng hiệu suất hoạt động của thiết bị tăng lên do sự hạn chế
quá trình mất năng lƣợng ra ngồi mơi trƣờng. Đặc biệt, màng treo cách điện có vai
trò quan trọng trong các vi thiết bị điện làm lạnh với cấu tạo từ hai vùng nhiệt độ
khác nhau. Để giải quyết vấn đề này, thành phần hoạt động của thiết bị làm lạnh
đƣợc chế tạo lên màng treo cách nhiệt đƣợc mơ tả trong Hình 1.3. Ngồi ƣu điểm
trên, màng treo cách điện đƣợc chế tạo thành thiết bị cảm biến ứng dụng trong việc
phát hiện sự ô nhiễm mơi trƣờng [10]. Bên cạnh đó, mỗi loại màng treo đƣợc chế
tạo với cấu trúc phù hợp với từng loại ứng dụng và tùy theo tính chất của mỗi màng.
Hiện nay, có rất nhiều loại màng treo đang đƣợc nghiên cứu nhƣ màng treo đơn lớp
GaN, graphen, graphene oxit hay màng treo Si3N4.

Hình 1.3. Mặt cắt của thành phần thiết bị làm lạnh được chế tạo trên màng treo.

6


Đối với màng treo GaN đƣợc nghiên cứu chế tạo thành thiết bị cảm biến với
cấu trúc có dạng nhƣ một cách tử để phát hiện các tính chất quang điện trong vùng

nhìn thấy. Vật liệu GaN là một bán dẫn vùng cấm thẳng với tính áp điện đáng chú ý
và tính chất quang vƣợt trội. Ngồi ra, GaN là một vật liệu hoạt động đƣợc trong
môi trƣờng nhiệt độ và có độ cứng cao, trơ về mặt hóa học. Đây là một vật liệu đầy
tiềm năng trong quá trình chế tạo thành phần thiết bị cảm biến quang học để phát
hiện nƣớc ô nhiễm trong môi trƣờng xa và khắc nghiệt [60]. Một loại màng treo
khác nhƣ màng treo graphene với diện tích lớn đƣợc coi là màng treo đàn hồi, đƣợc
ứng dụng trong việc chế tạo cảm biến điện dung đo áp suất. Màng treo graphene
đƣợc chứng minh là một vật liệu đầy hứa hẹn cho các cảm biển áp suất nhạy cơ điện,
nó nhạy hơn so với các vât liệu khác nhƣ các ống nano silic hoặc cacbon [10].
Ngồi màng treo graphene thì màng treo graphene oxit cũng đƣợc sử dụng một cách
phổ biến với tính chất vật lý ƣu việt. Đây là một vật liệu và thiết bị mới thƣờng để
chế tạo vùng không gian tại mặt phân cách giữa thành phần chất rắn và môi trƣờng.
Nó đƣợc ứng dụng trong quang phổ quang tử tia X mà yêu cầu bề mặt đặc biệt [36].
Màng treo Si3N4 đƣợc ứng dụng trong các thiết bị MEMS nhƣ thiết bị nhiệt điện.
Nếu vi thiết bị làm lạnh siêu nhỏ chỉ chế tạo trên đế silic thì hiệu suất thực tế của
thiết bị giảm theo lý thuyết. Nguyên nhân do vi thiết bị làm lạnh hoạt động dựa trên
hiệu ứng Peltier có hai vùng nóng và lạnh mà đế silic là vật liệu dẫn nhiệt tốt. Để
giải quyết vấn đề này, ta cần một vật liệu có vai trị làm hạn chế quá trình truyền
năng lƣợng. Màng treo Si3N4 là một trong những vật liệu đầy tiềm năng để cải thiện
hiệu suất của vi thiết bị làm lạnh siêu nhỏ. Nhƣ trình bày ở phần trên, màng Si3N4
có những tính chất vật lý vƣợt trội nhƣ là vật liệu cách nhiệt, độ bền cao, khơng bị
oxi hóa, tồn tại trong môi trƣờng khắc nghiệt… Đồng thời, hạn chế quá trình truyền
nhiệt giữa thiết bị với mơi trƣờng bên ngồi. Đây là lý do tôi chọn nghiên cứu về
màng treo Si3N4 trong luận văn này [12].
Ngoài màng treo đơn lớp, hiện nay màng treo đa lớp cũng đang đƣợc nghiên
cứu rộng rãi nhƣ: Si3N4/SiO2/Si3N4, Si3N4/Al2O3… với nhiều ứng dụng trong các
thiết bị cảm biến hay trong các con chip [26, 49].

7

1.2.

Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nƣớc.
Màng mỏng Si3N4 và SiO2 đƣợc nghiên cứu sâu rộng trong và ngoài nƣớc với

nhiều phƣơng pháp khác nhau. Đối với màng treo đơn lớp và đa lớp đã đƣợc nghiên
cứu và ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị MEMS nhƣ chế tạo các cảm biến sinh
học, vi thiết bị làm lạnh siêu nhỏ… trên toàn thế giới. Tuy nhiên, chủ đề nghiên cứu
về màng treo ở trong nƣớc vẫn còn bị hạn chế, chƣa đƣợc nghiên cứu sâu rộng. Vì
vậy, trong luận văn này, tôi nghiên cứu chế tạo màng mỏng Si3N4, SiO2 và đặc biệt
là màng treo siêu mỏng Si3N4. Các kết quả này sẽ là bƣớc tiền đề để phát triển
nghiên cứu khoa học tƣơng lai về các cảm biến hay các ứng dụng khoa học khác
trên cơ sở các màng mỏng Si3N4, SiO2 và màng treo Si3N4.
1.3.

Các phƣơng pháp chế tạo màng mỏng Si3N4, SiO2 và màng treo siêu

mỏng Si3N4 trên đế silic.
Dƣới đây là bảng tổng hợp một số phƣơng pháp phổ biến chế tạo màng mỏng
và màng treo trên đế silic.
Bảng 1.1. Các phương pháp chế tạo của màng mỏng SiO2 và Si3N4 và màng treo
siêu mỏng Si3N4 trên đế silic.
STT Phƣơng pháp
1

Phƣơng
phún

Nguyên lý và ứng dụng

pháp Nguyên lý:

Ƣu điểm và nhƣợc điểm
Ƣu điểm:

xạ - Truyền động năng bằng - Quá trình chế tạo đơn

magnetron

cách dùng các ion Ar bắn giản, dễ thực hiện.

(tên tiếng Anh:

phá bề mặt vật liệu dƣới sự - Nhiệt độ xảy ra phản

Sputtering

điều khiển của điện trƣờng.

Magnetron) [4,

- Các ion khí hiếm Ar đã - Tốc độ lắng đọng cao.

55]

truyền động năng cho các Nhƣợc điểm:

ứng thấp.

nguyên tử ở bia để di chuyển - Màng mỏng đƣợc tạo
và lắng đọng lên măt đế.

xốp.

Ứng dụng:

- Chất lƣợng màng thấp

- Phủ lớp gốm lên vật liệu.

- Độ liên kết giữa các

- Phủ lớn chống ăn mòn lên nguyên tử thấp.

8


các vật liệu điện trở…

2

Phƣơng

pháp Nguyên lý:

Ƣu điểm:

lắng đọng hơi - Quá trình xảy ra tại áp suất -Lắng đọng màng mỏng
hóa học áp suất khí quyển ( p = 101325 Pa = trên diện tích lớn với độ

khí quyển.

dày đồng đều.

760 Torr).

(tên tiếng Anh: - Sử dụng các khí tiền chất - Vận tốc lắng đọng
Atmospheric-

xảy ra phản ứng hóa học tạo nhanh.

pressure

màng mỏng và đế đƣợc đặt - Quy trình đơn giản.

Chemical

trong mơi trƣờng phản ứng.

Vapor

- Nhiệt độ lắng đọng có thể - Vận chuyển khối lƣợng

Deposition:

lên đến 1200 ℃.

Nhƣợc điểm:

nguyên tử bị giới hạn.

- Độ bao phủ và đồng đều

APCVD) [27, Ứng dụng:

- Sản xuất các tế bào quang thấp hơn so với LPCVD

32]

điện.

và PECVD.
- Nhiệt độ cao.

3

Phƣơng

pháp Nguyên lý:

Ƣu điểm:

lắng đọng hơi - Là phƣơng pháp lắng đọng - Q trình xử lý hàng
hóa học áp suất hơi hóa học tại áp suất thấp loạt, phủ cả hai mặt của đế
thấp.

từ 10 – 1000 Pa trong khi áp trong một quy trình.

(tên tiếng Anh: st

của

khơng

khí

là - Tính đồng nhất và độ

Low-pressure

101325 Pa.

tinh khiết của màng rất

chemical

- Thiết bị để lắng đọng màng tốt.

Vapor

mỏng có độ dày từ vài nano - Chế tạo nhiều đế trong

Deposition:

mét đến vài micro mét.

LPCVD) [67]

- Nhiệt độ chế tạo từ 600 ℃ 150 đế => chi phí thấp.

một lần, có thể lên đến

đến 900 ℃.

- Sức căng bề mặt của

Ứng dụng:

màng thấp khoảng – 50

- Có thể lắng đọng vùng MPA đến 50 MPA.

9


rộng nhƣ màng mỏng silic Nhƣợc điểm:
đa tinh thể. Màng mỏng - Tốc độ lắng đọng thấp
đƣợc sử dụng làm cửa liên hơn so với tốc độ lắng
kết và các đƣờng liên kết đọng của APCVD và
ngắn.

PECVD.

- Chế tạo ra các chất oxit để - Nhiệt độ lắng đọng cao
làm chất cách điện hay silic hơn cần thiết trong quá
nitrat hay các chất điện mơi trình lắng đọng.
khác

ứng

dụng

trong - Chi phí cao.

MEMS.
4

Phƣơng

pháp Nguyên lý:

Ƣu điểm:

lắng đọng hơi - là phƣơng pháp lắng đọng - Tốc độ lắng đọng lớn
hóa học tăng hơi hóa học sử dụng plasma.
cƣờng plasma.

hơn so với phƣơng pháp

- Plasma đƣợc tạo ra bởi từ LPCVD lên đến 200 nm/

(tên tiếng Anh: các khí tiền chất đƣa hai bản phút.
Plasma

tụ song song và cung cấp - Sức căng bề mặt thấp từ

Enhanced

một hiệu điện thế giữa hai

Chemical

bản tụ. Phản ứng hóa học - Khả năng màng bị nứt

Vapor

xảy ra giữa hai bản tụ và thấp.

Deposition:

đƣợc lắng đọng lên đế.

PECVD) [9]

- Nhiệt độ lắng đọng nhỏ chất chất điện môi tốt.
hơn 400 ℃.

50 MPA đến 50 MPA

- Lớp lắng đọng có tính
- Q trình lắng đọng tại
nhiệt độ thấp phù hợp với

Ứng dụng:

các thiết bị MEMS nhạy

- Chế tạo màng mỏng nhƣ với nhiệt độ khi sử dụng
SiNx, SiOx… ứng dụng trong vật liệu từ tính.
các thiết bị MEMS hay trong - Khả năng làm sạch
công nghệ vi điện.

buồng bằng khí dễ dàng.

- Ứng dụng trong các điều Nhƣợc điểm:

10


kiện sinh lý học…

- Số lƣợng đế lắng đọng
trong một lần ít.
- Mật độ màng giảm khi
nhiệt độ thấp hơn.
- Màng khơng có sự đồng
đều về độ dày trên tồn bộ
diện tích lắng đọng so với
LPCVD.

Trong luận văn này, tơi sử dụng phƣơng pháp lắng đọng hơi hóa tăng cƣờng
plasma (PECVD) để thực hiện quá trình lắng đọng và ăn mịn của màng mỏng SiNx,
SiOx. Phƣơng pháp này có khả năng bẻ gãy những phân tử liên kết bền vững trong
q trình lắng đọng. Từ đó kích thích sự lắng đọng ở áp suất và nhiệt độ thấp hơn so
với CVD hay LPCVD. Ngoài ra, sự bắn phá của các ion với động năng có thể thay
đổi từ vài eV đến 100 eV sẽ ảnh hƣởng trực tiếp đến tính chất và chất lƣợng của
màng mỏng. Bên cạnh đó, khả năng làm sạch buồng sau quá trình lắng đọng là dễ
dàng. Ví dụ nhƣ việc làm sạch SiNx, SiOx hoặc Si có trong hai bản tụ hoặc trong
buồng bằng cách sử dụng khí CF4 tạo plasma ăn mịn. Vì vậy, PECVD là một trong
những lựa chọn tốt để chế tạo màng mỏng, cũng nhƣ ăn mòn màng mỏng.

11


CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1.

Quá trình chế tạo vật liệu.
2.1.1.

Giới thiệu máy sử dụng trong quá trình thực nghiệm.

2.1.1.1. Giới thiệu máy PECVD.
Trong luận văn này, tôi tập trung chế tạo màng mỏng và màng treo bằng máy
PECVD tại trung tâm Nano và Năng lƣợng của Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại
học Quốc Gia Hà Nội (Hình 2.1). Cấu tạo máy PECVD gồm ba bộ phận chính gồm:
buồng máy, phần mềm điều khiển, hệ thống khí. Phần buồng máy gồm có ba buồng:
buồng LLC, buồng PC1, buồng PC2. Buồng LLC và PC1 hoặc LLC và PC2 đƣợc
ngăn cách bằng một van có thể đóng mở.

Hình 2.1. Máy PECVD và hệ thống phần mềm điều khiển tại trung tâm Nano và
Năng lượng – trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQGHN.
Trong đó, buồng LLC là buồng trung gian đƣa giá đựng mẫu vào trong các
buồng PC1 hoặc buồng PC2 khi các buồng đạt trạng thái cân bằng chân không.
Buồng PC1 là buồng chân không lắng đọng các mẫu từ các khí tiền chất (PECVD).
Buồng PC2 là buồng ăn mịn khơ bằng plasma đƣợc tạo ra từ các khí tiền chất (RIE).
Hai buồng PC1, PC2 đều thực hiện trong môi trƣờng chân không cao. Tất cả q
trình lắng đọng và ăn mịn đều đƣợc điều khiển bằng máy tính thơng qua phần mềm
chun dụng. Các thơng số vận hành máy nhƣ sự đóng tắt hay lƣu lƣợng khí, áp
suất, điện dung… đƣợc kiểm sốt an tồn. Ngồi ra, hệ thống khí đƣợc lắp đặt theo
đúng tiêu chuẩn và có hệ thống an tồn khi sử dụng. Tất cả khí thải sau q trình

chế tạo đều đƣợc xử lý theo đúng quy định, không gây ra ô nhiễm môi trƣờng.
2.1.1.2.

Máy quang khắc.

12


Quang khắc (tên tiếng Anh: photolithography) là kỹ thuật sử dụng để tạo hình
các chi tiết có kích thƣớc micromet với hình dạng đƣợc thiết kế trên một mặt nạ
quang. Khi chiếu tia tử ngoại thông qua mặt nạ quang khắc, những tia tử ngoại sẽ
làm biến đổi các chất cản quang trên bề mặt mẫu để tạo ra hình dạng mong muốn.
Đây là phƣơng pháp tạo ra các chi tiết có kích thƣớc nhỏ cỡ micro mét trên mặt đế
[52].

Hình 2.2. Máy quang khắc được đặt tại phịng vàng của trung tâm Nano và Năng
lượng trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQGHN.
2.1.2.

Quá trình lắng đọng màng mỏng bằng plasma.

Trong luận văn này, màng mỏng đƣợc tổng hợp bằng phƣơng pháp lắng đọng
hơi hóa học tăng cƣờng plasma (tên tiếng Anh: Plasma Enhanced Chemical Vapor
Deposition (PECVD)). PECVD là phƣơng pháp CVD lắng đọng lên đế bằng plasma
của các chất khí tiền chất. Q trình lắng đọng mẫu đƣợc thực hiện trong mơi
trƣờng chân khơng cao (10-6 mbar). Hình 2.3 mơ tả ngun lý lắng đọng hơi hóa
học tăng cƣờng plasma.

13