直接热氮化SiO2薄膜的电特性

对热生长SiO_2膜,在NH_3气氛中高温退火所形成的热氮化SiO_2薄膜是一种有希望用于VLSI工艺的介质膜。本文采用多种方法,较为全面地分析了不同氮化条件下这种薄膜的界面特性、介电性能、电子陷阱参数、掩蔽杂质扩散能力等电学特性;并用其做为绝缘栅制成MOSFET。讨论了热氮化对阈电压和表面电子迁移率的影响。     

氮化后退火——一种提高超薄热氮化SiO_2膜性能的有效方法

本文对超薄热氮化SiO_2膜(～100A)进行了研究,提出一种氮化后退火的新工艺,所得薄膜有很好的抗氧化特性,和SiO_2薄膜相比,其固定电荷及界面态密度相当,在高电场应力下膜中产生的正电荷及电子陷阱较少,较好的电击穿特性,抗辐射性能有很大的改善,因而,是一种性能优良的超薄介质膜.     

氮化后退火——一种提高超薄热氮化SiO_2 膜性能的有效方法

本文对超薄热氮化SiO_2膜(～100A)进行了研究,提出一种氮化后退火的新工艺,所得薄膜有很好的抗氧化特性,和SiO_2薄膜相比,其固定电荷及界面态密度相当,在高电场应力下膜中产生的正电荷及电子陷阱较少,较好的电击穿特性,抗辐射性能有很大的改善,因而,是一种性能优良的超薄介质膜.     

快速热氮化SiO_2膜陷阱特性的研究

本文采用雪崩热电子注入技术研究了快速热氯化SiO_2膜和氮化后再氧化SiO_2膜的体电子陷阱和界面态特性。揭示出电子陷阱的起源和放电机理;观察并解释了界面态密度随氮化时间以及平带电压漂移随注入时间的变化关系;提出降低体电子陷阱密度和界面态密度的有效途径。     

热氮化二氧化硅对MOS特性的影响

人们发现,在高温下氨气中进行SiO_2的热氮化,可以形成有用的薄栅绝缘物,具有热氮化SiO_2膜的MOS二极管的界面特性明显地受氮化条件的影响。在900℃左右,由于氨气分介产生氢气使原来SiO_2膜的性质发生变化导致了平带电压有一个负的漂移,大于1100℃氮化时,得到一个极好的MOS二极管特性,避免了由原先介质击穿所产生的高电场不稳定性。在硅的间隙中央和绝缘物中的电荷可以忽略的情况下,获得了低于10~(10)cm~(-2)电子伏~(-1)的表面态密度。在SiO_2膜上形成一个防止沾污的高势垒。甚至于采用钠沾污栅,MOS二极管的可动离子密度     

快速热氮化超薄SiO_2膜特性的研究

本文主要研究了超薄快速热氮化(Rapid Thermal Nitridation)SiO_2膜在高电场下的电特性和抗辐照特性,采用AES和XPS等技术分析了RTN SiO_2膜的成份和结构。与同厚SiO_2膜相比,RTN SiO_2膜具有许多明显的优点,在同样条件下,当电场强度E≈1.5×10~7V/cm时,击穿时间t_(bd)比SiO_2的约高两个量级;在经过剂量高达10~7rad的Co~(60)辐照后,SiO_2膜的界面态密度及漏电流均增大1—2个量级,而RTN SiO_2膜的变化非常小。     

InP上等离子增强化学汽相淀积SiO_2膜及其MIS结构C-V特性研究

本文研究了利用正硅酸乙酯在InP上等离子增强化学汽相淀积SiO_2膜的方法.研究了InP表面处理对SiO_2-InP界面的影响.测量分析了SiO_2膜的性质,InP-MIS结构的C-V特性及其滞后、频散效应.结果指出,用这种方法可获得性能较好的SiO_2膜和SiO_2-InP界面.     

MIS结构中快速热氮化的SiO_xN_y膜电荷特性

本文报导了采用光I—V法研究MIS结构中新型的快速热氮化的SiO_xN_y膜电荷特性。给出这种介质膜和传统的SiO_2膜的体电荷面密度及其分布重心位置等实验结果。文中还用“改进”的雪崩热电子注入装置研究MIS结构中快速热氮化的SiO_xN_y膜的电荷特性。结果指出:快速热氮化后的再氧化工艺可有效地降低SiO_xN_y膜的体电子陷阱和界面陷阱密度;雪崩注入到一定程度后平带电压漂移出现“回转效应”,随后又前漂,弱呈现“N”形。本文就此提出了物理解释。结果还给出:界面电荷陷阱密度在禁带中分布随雪崩注入剂量(时间)的变化关系。文中还对实验结果进行了分析讨论。     

热氮化SiO2绝缘栅H^＋—ISFET及其PH响应机理的探讨

本文介绍了采用NH_3退火热氮化SiO_2薄膜为绝缘栅兼做敏感膜制作H~+-ISFET,其在pH值为2～13的范围内具有较好的线性响应,灵敏度为41.6～47.8mV/pH,典型值为45.7mV/pH.并运用双表面基模型分析了H~+-ISFET的工作机理,较为合理地解释了以SiO_2、Si_3N_4或氮化SiO_2为介质膜的H~+-ISFET的响应特性.     

PECVD SiO_2薄膜应力特性的研究

本文分析了等离子增强化学汽相淀积(PECVD)SiO_2膜的淀积过程,用激光束偏转法测量衬底形变弯曲技术研究了SiO_2膜的应力特性,讨论了SiO_2膜的应力与膜厚、折射率、测量温度及退火温度的关系,最后分析了SiO_2膜本征应力的产生机制。     

热氮化二氧化硅膜的研究

用氨气对热生长的二氧化硅膜进行了氮化处理,测试了膜的电学特性,并研究了工艺对它们的影响。实验发现,热氮化二氧化硅膜兼有二氧化硅与氮化硅膜的优点,而且界面电荷在较大范围内具有可控的特点。用AES表面分析技术研究了热氮化二氧化硅膜的结构。还探讨了二氧化硅膜热氮化的机理。     

用于VLSI的新型介质膜电荷特性的测试研究

介绍了采用高频C—V测试技术对快速热氮化的SiO_xN_y膜电荷特性进行的测试研究及实验结果分析。分析表明,采用氮化后再氧化处理是减少快速热氮化的SiO_xN_y膜中固定电荷的有效途径。     

离子辅助淀积光学薄膜:低能和高能离子的轰击

研究了在光学元件上的氧离子辅助淀积SiO_2和TiO_2膜层与离子能量(30-500电子伏特)和离子流密度(0-300微安/厘米~2)的关系。证实了低能和高能离子轰击场能改善SiO_2膜的化学配比,而在低能情况其改善略为大些。对于TiO_2膜,低能轰击能改善化学配比,而高能轰击反而导致明显不利。在高能离子辅助淀积的SiO_2薄膜中氢含量减少到1/10。在低温基片上(50-100℃)制备了牢固的膜层。讨论了膜层的内应力特性。     

离子辅助淀积SiO_2和TiO_2膜的特性

用同Ebert研制成的类似的氧离子源研究了SiO_2和TiO_2膜的反应淀积。这离子源通过直流气体放电产生负氧离子,然后用石墨出孔把锥形负离子束引向衬底。此源在400V放电电压下产生1.26mA的离子流。淀积所用原料是由电阻加热舟蒸发的SiO和TiO。测得TiO_2膜的光学常数表明,提高离子流就降低了膜的吸收常数,提高了膜的折射率。借助红外衰减全反射率测量研究SiO_2膜的化学配比、潮气含量及悬挂键。这些测量指出,离子流提高时,SiO_2膜的化学配比接近SiO_2。     

高剂量低能氧离子注入硅形成SiO_2薄膜的研究

本文用AES、XPS、IRS、椭偏仪和Ⅰ-Ⅴ特性测量,研究了高剂量低能氧离子注入Si中合成表面SiO_2薄膜的条件及其耐压和耐腐蚀等性能.另外,还用TEM和C-V测量研究了SiO_2薄膜下单晶硅的质量以及Si/SiO_2系统的界面特性.结果表明,在适当的注入和退火条件下,可以合成比较均匀的表面SiO_2薄膜而且其电学性能已接近热生长SiO_2的水平.在Si/SiO_2界面处注入H_2~+离子可以改善其界面特性.     

采用四乙基正硅酸盐的二氧化硅PECVD技术

本文介绍用四乙基正硅酸盐(TEOS)等离子体加速化学气相淀积SiO_2膜的试验研究情况。发现,当采用氧作氧化剂的时候,所产生的膜大约含有1个原子百分比浓度(a/o)的氮或碳。在反应中采用N_2O时,膜中氮浓度略有增加,达到2(a/o)。然而,在没有氧化剂的条件下,氮和碳浓度大致分别为18(a/o)和6(a/o)。膜的台阶覆盖(不考虑氧化剂)接近34％,与主要用硅烷的化学方法淀积的SiO_2膜所达到的10％相比较,有显著的改进。折射率、红外光谱和膜密度,似乎可表征淀积SiO_2膜的特征。TEOS-O_2膜的电特性产生大于6MV/cm的击穿电场,在1MV/cm下,漏电流密度为8×10~(-9)A/cm~2。具有同等厚度的热生长SiO_2的击穿电场和漏电流密度,分别为8MV/cm~2和2×10~(-9)A/cm~2。     

PECVD SiO_2-InP MIS结构研究

本文报导用正硅酸乙酯等离子增强化学汽相淀积(PECVD)技术在InP上淀积SiO_2膜的方法,用C—V,DLTS,AES,XPS等手段测量分析了PECVD SiO_2-InP MIS结构的电学性质和界面化学结构,研究了淀积前InP表面的不同处理对界面特性的影响。     

3～5μmPVInSb测器器的PSG钝化技术

分析了SiO_2+PSG+SiO_2三层钝化增透膜的生长工艺,对实验结果进行了热力学理论探讨;给出了高频电容-电压和光学透过特性曲线,并与SiO_2膜做了比较;对系统的限制因素进行了细致的研究.     

锑化铟红外探测器用PECVD二氧化硅钝化膜的研究

本文是在正交实验方法的基础上,比较系统地研究了等离子体增强化学气相淀积(PECVD)的工艺参量(射频功率、反应气体的压强、淀积温度、淀积时间)的变化,对SiO_2膜层的物理及化学性能的影响。本文又研究了在阳极氧化钝化膜上再生长PECVD SiO_2膜的电性能及其在多元锑化铟探测器上的实验结果。     

应用高频C-V仪测量快速热氨化的SiO_xN_y膜电荷特性实验中若干问题的探讨

本文提出了采用高频C-V仪测量快速热氮化的SiO_xN_y膜中固定电荷密度、可动离子密度的实验中不容忽略的两个问题:记录仪信号转换不同步时带来的高频C-V特性曲线记录失真;介质膜经过快速热氮化处理后介电系数的变化在数据处理中引起的计算误差.文中深入分析了这两个问题的原因,指出它的影响,提出了有效的消除办法.