SiO2/4H-SiC界面氮化退火

通过1 300℃高温干氧热氧化法在n型4H-SiC外延片上生长了厚度为60 nm的SiO2栅氧化层.为了开发适合于生长低界面态密度和高沟道载流子迁移率的SiC MOSFET器件产品的栅极氧化层退火条件,研究了不同退火条件下的SiO2/SiC界面电学特性参数.制作了MOS电容和横向MOSFET器件,通过表征SiO2栅氧化层C-V特性和MOSFET器件I-V特性,提取平带电压、C-V磁滞电压、SiO2/SiC界面态密度和载流子沟道迁移率等电学参数.实验结果表明,干氧氧化形成SiO2栅氧化层后,在1 300℃通入N2退火30 min,随后在相同温度下进行NO退火120 min,为最佳栅极氧化层退火条件,此时,SiO2/SiC界面态密度能够降低至2.07×1012 cm-2·eV-1@0.2 eV,SiC MOSFET沟道载流子迁移率达到17 cm2·V-1·s-1.     

关于NO氮化SiO2超薄栅介质膜的研究

研究了采用ＮＯ快速热氮ＳｉＯ２ 方法制备超薄栅介质并初步制备出约５ｎｍ超薄栅的ＭＯＳ电容和约６ｎｍ超薄 ＮＭＯＳＦＥＴ,ＮＯ氮化改善了超薄ＳｉＯ２膜的性能。     

离子注入氮化薄SiO2栅介质的特性

研究了通过多晶硅栅注入氮离子氮化10nm薄栅SiO2的特性.实验证明氮化后的薄SiO2栅具有明显的抗硼穿透能力,它在FN应力下的氧化物陷阱电荷产生速率和正向FN应力下的慢态产生速率比常规栅介质均有显著下降,氮化栅介质的击穿电荷(Qbd)比常规栅介质提高了20%.栅介质性能改善的可能原因是由于离子注入工艺在栅SiO2中引进的N+离子形成了更稳定的键所致.     

利用电导技术研究快速热氮化二氧化硅与硅界面的性质

本文介绍了尼科里安-科兹伯格(Nicollian-Goetzberger)电导技术及其基本原理,建立了采用双相锁相放大器的测试系统,利用它测量了常规热氮化和快速热氮化SiO_2薄膜与Si衬底的界面性质,包括界面态密度,空穴俘获截面,表面势起伏,以及界面态时间常数等,并对它们进行了分析和讨论。研究结果表明:氮化会增加界面态的密度和平均时间常数,会增强表面势起伏,但只是轻微地改变空穴俘获截面.特别地,氮化还导致界面态密度在禁带中央以下0.2-0.25eV处出现峰值以及削弱了空穴俘获截面对能带能量的依赖关系.利用一个阵列模型,可以较好地模拟表面势起伏的标准偏差并可由此推断表面势起伏是由长波形式的界面态电荷非均匀性所引起.这个结果和氮化会导致高密度氧化层电荷的事实相一致.而以上所有界面态的性质,都与氮化的时间和温度有关.     

F-N应力下SOI n-MOSFETs性能退化与栅控二极管产生-复合（G-R）电流的对应关系

本文验证了F-N应力导致的SOI n- MOSFET器件性能退化与栅控二极管的产生-复合（G-R）电流的对应关系。F-N应力导致的界面态增加会导致SOI-MOSFET结构的栅控二极管的产生-复合（G-R）电流增大,以及MOSFET饱和漏端电流,亚阈斜率等器件特性退化。通过一系列的SOI-MOSFET栅控二极管和直流特性测试,实验观察到饱和漏端电流的线性退化和阈值电压的线性增加,亚阈摆幅的类线性上升以及相应的跨导退化。理论和实验证明栅控二极管是一种很有效的监控SOI-MOSFET退化的方法。     

Si/Si直接键合界面热应力模型及模拟

根据Suhir的双金属带的热应力分布理论,建立了Si/Si直接键合界面应力模型,推导出了由于高温引起的正应力、剪切应力和剥离应力的解析方程。并且应用模拟软件Matlab对热应力进行了模拟,直观地表现了键合界面应力的大小及其分布情况,对键合工艺有一定的指导意义。     

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。     

Study on Nitridation-Induced Residual Stress near Si/SiO2 Interface in n-MOSFETs

本文借助氩离子(Ar     

SiO2/Si波导应力双折射数值分析

采用有限元法对SiO2/Si掩埋光波导制备工艺中的应力变化进行了系统的分析，在此基础上，应用有限差分束传播法(FDBPM)对应力光波导的双折射进行了计算．结果表明上包层的玻璃化过程是SiO2/Si波导形成水平方向和垂直方向应力差的主要原因，相应的应力双折射系数Ｂ在10~－4量级．进一步的分析表明上包层B，P重掺杂可明显减小波导的双折射系数．     

Si/SiO_2系统电荷对高阻硅基CPW传输损耗的影响

通过高频C-V测试得到实验制备的共平面波导(CPW)下方的Si/SiO2系统电荷主要表现为正电荷,其密度约为4.8×1010/cm2。三种不同衬底上50Ω共平面波导分别为直接制备于高阻硅上、高阻硅氧化层上、去除信号线与地线间的高阻硅氧化层上。20GHz时,测得上述三种CPW的微波传输损耗分别为-0.88dB、-2.50dB及-1.06dB,因此去除线间氧化层使得传输线损耗降低了1.44dB。此外还测试了高阻硅氧化层和除去线间氧化层的高阻硅氧化层上的两种CPW的传输损耗随外加偏压的变化。     

Si/InP键合界面的研究

应用疏水处理方法成功实现了Si/InP的键合,然后通过对InP和Si的表面XPS能谱分析得到界面信息,从而了解键合机理.I-V曲线也反应了键合界面的性质,通过450、550℃退火样品的伏安特性可知道,对于InP/Si键合结构而言,退火温度与界面特性应该存在最佳值.     

氮化N沟MOS场效应管的界面陷阱特性

一种经过氮化处理背面吸杂的Ｎ沟ＭＯＳ场效应管，在较宽的温度和偏置范围下对其内烁噪声进行测量，将经过不等时间吸杂处理后的器件的噪声能谱进行比较发现，器件经过短时间背面吸杂，其闪烁噪声降低，相长时间吸杂则噪声趋势，探究噪声能量谱与温度的依赖关系表明，器件的低频噪声是由载流子对Ｓｉ－ＳｉＯ２界面陷阱的热激发造成的，而背面吸杂则导致Ｓｉ－ＳｉＯ２的应力衰竭，进而改变了截面陷阱的能量分布。     

Si/SiO2和SiNx/SiO2多层膜的室温光致发光

采用射频磁控溅射法,制备了纳米Si/SiO2和SiNx/SiO2多层膜,得到强的可见光致发光,利用傅里叶红外吸收(FTIR)谱和光致发光(PL)谱,对其发光特性进行了研究,在374 nm和712 nm左右观察到强发光峰.用量子限制-发光中心(QCLC)模型解释了其可能的发光机制,认为发光可能源自于SiOx界面处的缺陷发光中心.建立了发光的能隙态(EGS)模型,认为440 nm和485 nm的发光源于N-Si-O和Si-O-Si缺陷态能级.     

电离辐射对Si_3N_4/SiO_2/Si双界面系统的作用

采用氩离子刻蚀XPS(X光激发电子能谱)分析对S i3N4/S iO2/S i双界面系统进行了电离辐照剖面分析。实验结果表明:电离辐照能将S iO2和S i构成的界面区中心向S i3N4/S iO2界面方向推移,同时S iO2/S i界面区亦被电离辐照展宽。在同样偏置电场中辐照,随着辐照剂量的增加电离辐照相当程度地减少位于S iO2/S i界面区S i3N4态(结合能B.E.101.8 eV)S i的浓度。同时辐照中所施偏置电场对S iO2/S i界面区S i3N4态键断开有显著作用。文中就实验现象的机制进行了初步探讨。     

Cu/Ta/SiO_2/Si多层膜纳米压痕与压痕下微观结构的研究

Cu/Ta/SiO2/Si多层膜结构是目前集成电路制造工艺中的常见结构,其硬度与弹性模量通过纳米压入技术测得。为了表征纳米压痕下的形变微观区域,采用聚焦离子束加工出压痕截面,同时进行扫描电子、扫描离子显微观察,发现样品衬底发生开裂,多层膜结构出现分层现象。TEM分析表明分层出现在Ta/SiO2界面,说明这是该结构的一个薄弱环节。     

SiGe/SiHBT异质界面与pn结界面的相对位移的影响

从模拟和实验两方面研究了SiGe/Si HBT发射结中pn结界面和SiGe/Si界面的相对位置对器件的电流增益和频率特性的影响.发现两界面偏离时器件性能会变差.尤其是当pn结位于SiGe/Si界面之前仅几十?就足以产生相当高的电子寄生势垒,严重恶化器件的性能.据此分析了基区B杂质的偏析和外扩对器件的影响以及SiGe/Si隔离层的作用.