Fowler－Nordheim高电场应力引起的MOS结构损伤研究

本文研究了Ｆｏｗｌｅｒ－Ｎｏｒｄｈｅｉｍ高电场应力引起的ＭＯＳ结构损伤及其室温退火．结果表明有四种损伤产生：氧化物正电荷建立、Ｓｉ／ＳｉＯ２快界面态增长、慢界面态产生和栅介质电容下降．当终止应力后，前三种损伤在室温下有所恢复，但最后一种损伤没有变化．实验还表明：产生的慢界面态分布在禁带上半部；高电场下栅介质电容呈现无规阶梯型下降．对四种损伤及其室温退火机理进行了讨论．还给出产生的慢界面态对高频电容－电压测量的影响．     

MOS结构中的两类慢界面态

通过测量高频Ｃ－Ｖ迟滞曲线研究了ＭＯＳ电容中慢界面态的特性．发现金属化后退火（ＰＭＡ）前电容中的慢界面态分布在禁带中央以下的能级，但ＰＭＡ后完全消失；相反，ＦｏｗｌｅｒＮｏｒｄｈｅｉｍ高电场应力引起的慢界面态能级高于禁带中央．并探讨了这些慢态的微观机理．     

含N薄栅介质的电离辐照及退火特性

对含Ｎ薄栅ＭＯＳ电容进行了６０Ｃｏγ辐照和１００℃恒温退火行为的分析研究,结果表明：栅介质中Ｎ的引入,能明显抑制辐射感生Ｓｉ／ＳｉＯ２界面态的产生,减少初始固定正电荷和界面态,减小辐照后界面陷阱的退火速率．用一定模型解释了实验结果．     

^6—Co—γ辐照感生Si／SiO2慢界面态及其对高频C—V测试的影响

研究了γ辐照感生Ｓｉ／ＳｉＯ２慢界面态的特性及其对高频Ｃ－Ｖ测试的影响。结果表明，辐照产生的慢界面态为界面态的０．３－０．８，分布在Ｓｉ禁带中央以上的能级或呈现受主型。分析认为慢界面态对应的微观缺陷很可能是Ｓｉ－Ｏ断键或弱键。慢界面态的产生还引起Ｃ－Ｖ曲线同测试速率、方向和扫描前保持时间有关。文中提出了如何通过高频Ｃ－Ｖ测量比较准确地计算辐照感生氧化物正电荷、界面态和慢界面态密度的方法。     

注F栅介持抗电离辐射损伤机理

对含Ｆ ＭＯＳ结构的抗电离辐射特性和机理进行了系统研究。其结果表明：Ｆ减少工艺过程引入栅介持的Ｅ　’中心缺陷和补偿Ｓｉ／ＳｉＯ２悬挂键的作用,将导致实始氧化物电荷和界面态密度的下降;栅ＳｉＯ２中的Ｆ主要以Ｆ离子和Ｓｉ－Ｆ结键的方式存在;含Ｆ栅介质中部分Ｓｉ－Ｆ键替换Ｓｉ－Ｏ应力键而使Ｓｉ／ＳｉＯ２界面应力得到释放,以及用较高键能的Ｓｉ－Ｆ键替换Ｓｉ－Ｈ弱键的有益作用是栅介质辐射敏感降低的根本原因;     

~（60）CO－γ辐照感生Si／SiO_2慢界面态及其对高频C－V测试的影响

研究了γ辐照感生Ｓｉ／ＳｉＯ２慢界面态的特性及其对高频Ｃ－Ｖ测试的影响．结果表明，辐照产生的慢界面态为界面态的０．３—０．８，分布在Ｓｉ禁带中央以上的能级或呈现受主型．分析认为慢界面态对应的的微观缺陷很可能是Ｓｉ—Ｏ断键或弱键．慢界面态的产生还引起Ｃ－Ｖ曲线同测试速率、方向和扫描前保持时间有关．文中提出了如何通过高频Ｃ－Ｖ测量比较准确地计算辐照感生氧化物正电荷、界面态和慢界面态密度的方法．     

掺HCI栅氧化对MOS结构电特性的影响

研究了栅氧化时掺ＨＣｌ的硅栅ＭＯＳＦＥＴ的ＤＤＳ－ＶＧＳ特性，阈电压和界面态。结果发现，ＨＣｌ掺入栅介质，可使ＩＤＳ－ＶＧＳ曲线正向漂移，ＰＭＯＳＦＥＴ阈电压绝对值减小，ＮＭＯＳＦＥＴ阈电压增大，Ｓｉ／ＳｉＯ２界面态密度下降，采用氯的负电中心和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面硅悬挂键的键合模型对实验结果进行了解释。     

掺HCl栅氧化对MOS结构电特性的影响

研究了栅氧化时掺ＨＣｌ的硅栅ＭＯＳＦＥＴ的ＤＤＳ－ＶＧＳ特性、阈电压和界面态．结果发现，ＨＣｌ掺入栅介质，可使ＩＤＳ－ＶＧＳ曲线正向漂移，ＰＭＯＳＦＥＴ阈电压绝对值减小，ＮＭＯＳＦＥＴ阈电压增大，Ｓｉ／ＳｉＯ２界面态密度下降。采用氯的负电中心和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面硅悬挂键的键合模型对实验结果进行了解释。     

热载流子应力感应n-MOSFETsGIDL特性退化的机理

对不同栅氧化物ｎ－ＭＯＳＦＥＴｓ的ＧＩＤＬ（Ｇａｔｅ－ＩｎｄｕｃｅｄＤｒａｉｎＬｅａｋａｇｅ）特性在不同热载流子应力下的退化行为进行了研究．发现ＧＩＤＬ的漂移对栅电压十分敏感,在ＶＧ＝０．５ＶＤ的应力条件下呈现最大．通过对漏极附近二维电场及载流子分布的模拟,引入“亚界面陷阱”概念,对所涉及的机理提出了新见解,认为：在应力期间,亚界面和体氧化物空穴陷阱的解陷分别相应于ＶＧ＝０．５ＶＤ和ＶＧ＝ＶＤ两种典型应力下ＧＩＤＬ的漂移．实验还观察到Ｎ２Ｏ氮化,特别是Ｎ２Ｏ退火ＮＨ３氮化的ｎ－ＭＯＳＦＥＴｓ比常规热氧化ｎ     

6H－SiC反型沟道和掩埋沟道MOS器件的特性

介绍了在宽禁带半导体６Ｈ－ＳｉＣ材料上制作的反型沟道和掩埋沟道栅控二极管及ＭＯＳＦＥＴ。器件的制作采用了热氧化和离子注入技术。因为６Ｈ－ＳｉＣ禁带宽度为３ｅＶ，用ＭＯＳ电容很难测量表面态，故利用栅控二极管在室温条件下来测量表面态。反型沟道器件中电子有效迁移率为２０ｃｍ２／Ｖ．ｓ，而掩埋沟道ＭＯＳＦＥＴ沟道中的体电子迁移率为１８０ｃｍ２／Ｖ．ｓ。掩埋沟道晶体管是第一只ＳｉＣ离子注入沟道器件，也是第一只６Ｈ－ＳｉＣ掩埋沟道ＭＯＳＦＥＴ。     

6H—SiC反型沟道和掩埋沟道MOS器件的特性

介绍了在宽禁带半导体６Ｈ－ＳｉＣ材料上制作的反型沟道和掩埋沟道栅控二极管及ＭＯＳＦＥＴ。器件的制作采用了热氧化和离子注入技术。因为６Ｈ－ＳｉＣ禁带宽度为３ｅＶ，用ＭＯＳ电容很难测量表面态，故利用栅控二极管在室温条件下来测量表面态。反型沟道器件中电子有效迁移率为２０ｃｍ＾２／Ｖ．ｓ，而掩埋沟道ＭＯＳＦＥＴ沟道中的体电子迁移率为１８０ｃｍ＾２／Ｖ．ｓ，掩埋沟道晶体管是第一只ＳｉＣ离子注入沟道器件，也是     

Fe~＋和H~＋注入引起的Si／SiO_2界面重构现象

针对Ｓｉ－ＳｉＯ２过渡区对于离子注入较为敏感的特点，用１．２ＭｅＶ，剂量１×１０１０ｃｍ－２的Ｆｅ＋和Ｈ＋先后注入ＳｉＯ２－Ｓｉ样品，并用ＸＰＳ技术重点分析了Ｓｉ－ＳｉＯ２界面附近硅的化学结构、组分的变化。结果表明，在界面附近，除了Ｓｉ４＋，Ｓｉ０价态，还存在明显的Ｓｉ２＋价态。这和注入Ｈ＋产生的高温退火以及Ｓｉ—Ｓｉ键或Ｓｉ—Ｈ键的形成有关。     

AIN和SiOxNy薄膜与其GaAs衬底间界面应力的喇曼光谱研究

本文用喇曼放射方法研究了在ＧａＡｓ衬底上用Ｓ－枪磁控反应溅射的ＡＩＮ和ＰＥＣＶＤ淀积的ＳｉＯｘＮｙ薄膜界面应力，并研究了这两种薄膜在Ｎ２和Ａｒ气氛下的高温热处理对界面应力的影响。结果表明，与ＳｉＯｘＮｙ薄膜不同，在ＧａＡｓ衬底上制备的ＡＩＮ薄膜，其界面应力很不，而且经Ｎ２和Ａｒ气氛下的高温快速热退火，仍具有较好的稳定性，从而表明ＡＩＮ是ＧａＡｓ集成电路技术中一种较好的绝缘介质、钝化层和保护材料。     

等离子过程引起的Si—SiO2结构损伤评估

本文利用Ｃ－Ｖ测试的方法，研究了ＭＯＳ工艺中等离子过程对不同栅材料的Ｓｉ－ＳｉＯ２结构的影响，探讨了等离子损伤的形成机理，并就不同的退火条件进行评估。     

等离子过程引起的Si－SiO_2结构损伤评估

本文利用Ｃ－Ｖ测试的方法，研究了ＭＯＳ工艺中等离子过程对不同栅材料的Ｓｉ－ＳｉＯ＿２结构的影响，探讨了等离子损伤的形成机理，并就不同的退火条件进行评估。     

MZOS结构界面特性的研究

分析了ＭＺＯＳ结构及其Ｓｉ－ＳｉＯ２子系统的Ｃ－Ｖ特性，发现ＺｎＯ中的氧空位和溅射工艺过程在Ｓｉ－ＳｉＯ２界面引入的界面电荷是影响ＭＺＯＳ结构界面特性的主要因素。研究还表明，低温热退火可以改善ＭＺＯＳ结构的界面特性。     

注FCC4007电路的电子和X射线辐照效应

分析研究了用注Ｆ工艺制作的ＣＣ４００７ 电路电子和Ｘ射线辐照响应结果。实验表明,把适量的Ｆ注入栅场介质,能明显抑制辐射所引起的ＰＭＯＳＦＥＴ 阈电压的负向漂移和ＮＭＯＳＦＥＴ阈电压的正向回漂及静态漏电流的增加。Ｉ－Ｖ特性表明,栅介质中的Ｆ能减小辐射感生氧化物电荷和界面态的增长积累。注Ｆ栅介质电子和Ｘ射线辐照敏感性的降低,是Ｓｉ－Ｆ结键释放了Ｓｉ／ＳｉＯ２ 界面应力,并部分替换在辐照场中易成为电荷陷阱的Ｓｉ－Ｈ弱键的缘故。     

Snapback应力对90nm nMOSFET栅氧化层完整性的影响

基于测试对snapback应力引起的栅氧化层损伤特性和损伤位置进行了研究．研究发现应力期间产生的损伤引起器件特性随应力时间以近似幂指数的关系退化．应力产生的氧化层陷阱将会引起应力引起的泄漏电流增加，击穿电荷减少，也会造成关态漏泄漏电流的退化．栅氧化层损伤不仅在漏区一侧产生，而且也会在源区一侧产生．热空穴产生的三代电子在指向衬底的电场作用下向Si-SiO2界面移动，这解释了源区一侧栅氧化层损伤的产生原因．     

多晶硅栅光刻前后注F对MOS器件辐射特性的影响

分析研究了Ｈ２＋Ｏ２合成栅氧化、多晶硅栅光刻前后注Ｆ和Ｐ的沟和Ｎ沟ＮＯＳＦＥＴ，在最劣γ辐照偏置下的阈电压和Ｉｄｓ－Ｖｇｓ亚阈特性的辐射影响应。结果表明，多晶硅栅光刻前注Ｆ比光刻后注Ｆ和未注Ｆ，具有更强的抑制辐射感生氧化物电荷积累和界面态生长的能力。其辐射敏感性的降低可能归结为ＳｉＯ２栅介质和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面附近Ｆ的浓度相对较大以及栅场介质中Ｆ注入缺陷相对较少所致。     

多晶硅栅光刻前后注F对MOS器件辐照特性的影响

分析研究了Ｈ２＋Ｏ２合成栅氧化、多晶硅栅光刻前后注Ｆ和Ｐ的沟和Ｎ沟ＮＯＳＦＥＴ，在最劣γ辐照偏置下的阈电压和Ｉ（ｄｓ）－Ｖ（ｇｓ）亚阈特性的辐射影响应．结果表明，多晶硅栅光刻前注Ｆ比光刻后注Ｆ和未注Ｆ，具有更强的抑制辐射感生氧化物电荷积累和界面态生长的能力．其辐射敏感性的降低可能归结为ＳｉＯ２栅介质和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面附近Ｆ的浓度相对较大以及栅场介质中Ｆ注入缺陷相对较少所致．