Abstract
Micro gas sensors including thin film catal) tic type require stress-free memhrancs for etch stop of Si anisotropic etching and sublayer of sensing elements hecause stress is one of the main factors affecting breakdown of thin membranes. This paper reports the effects of deposition conditions on stress and refractive index of $SiN_{x}/SiO_{x}/(NON)$ films deposited by low pressure c11ernic;rl vapor deposition(L, t'CVI)) 2nd reactve sputtering. In the case of I.PCVI1, the stresses of $SiN_{x}$ and NON films arc $7.6{\times}10^{8}dyne/cm^2$ and $3.3{\times}10^{8}dyne/cm^2$, respectibely, and the refractive indices are 3.05 and 152, respectively. In the cxse oi the sputtered SiN, , compressi\e stress decreased in magnitude and then turned to tensility as increasing proc, ess pressure by lmtorr to 30mtorr and cicreasmg applied power density by $2.74W/cm^2$ to $1.10W/cm^2$. The hest value of film stress obt;~ined under condition of lOmtorr and $1.37W/cm^2$ in this' experiment was $1.2{\times}10^{9}dyne/cm^2$ cnnipressive. The refr~ict~ve index decreased from 2 05 to 1 89 as decreasing applied power density by lnitorr to 3Orntorr and increasing process pressure hy $2.74W/cm^2$ to $1.10W/cm^2$. Stresses of films deposited by both LPCVL) and sputtering decreased as incre;lsing temperature and showed plastic behavior as decreasing temperature.
박막형 접촉연소식을 포함한 마이크로 가스센서에서 membrane은 Si식각시 식각정지용으로서 또 센서 소자를 지지하는 층으로서 응력이 없어야 하며 이는 응력이 membrane파괴의 주 원인으로 작용하기 때문이다. 이에 따라 본 연구에서는 증착조건이 low pressure chemical vapor deposition(LPCVD)법과 sputtering법으로 제작된 $SiN_{x}$과 $SiN_{x}/SiO_{x}/(NON)$막의 응력고 굴절율 변화에 미치는 효과에 대한 실험을 행하였다. LPCVD의 경우 단일막인 $SiN_{x}$의 압축응력 및 굴절율을 나타내었다. Sputtering의 경우 $SiN_{x}$는 공정압력이 1mtorr에서 30torr까지 증가할수록 인가전력밀도가 $2.74W/cm^2$에서 $1.10W/cm^2$으로 감소할수록 응력값은 압축에서 인장으로 전환되었으며 본 실험에서 응력이 가장 낮게 나온 시편의경우 압축응력으로 $1.2{\times}10^{9}dyne/cm^2$가 공정압력 10mtorr, 인가전력밀도 $1.37W/cm^2$에서 얻어졌다. 굴절율은 공정압력이 1motorr에서 30motorr까지 증가할수혹 인가전력밀도가 $2.74W/cm^2$에서 $1.10W/cm^2$으로 감소할수록 감소하여 2.05에서 1.89의 변화를 보였다. LPCVD와 sputtering으로 증착된 막들은 모두 온도가 증가함에 따라 응력이 감소하였으며 온도감소시 소성적인 특성을 나타내었다.
