不同工艺超薄栅氧化层的抗击穿特性

对注F、注N以及先注N后注F超薄栅氧化层的击穿特性进行了实验研究,实验结果表明,在栅介质中引入适量的F或N都可以明显地提高栅介质的抗击穿能力.分析研究表明,栅氧化层的击穿主要是由于正电荷的积累造成的,F或N的引入可以补偿Si/SiO2界面和SiO2中的O3≡Si·和Si3≡Si·等由工艺引入的氧化物陷阱和界面陷阱,从而减少了初始固定正电荷和Si/SiO2界面态,提高了栅氧化层的质量.通过比较发现,注N栅氧化层的抗击穿能力比注F栅氧化层强.     

不同工艺超薄栅氧化层的抗击穿特性

对注F、注N以及先注N后注F超薄栅氧化层的击穿特性进行了实验研究,实验结果表明,在栅介质中引入适量的F或N都可以明显地提高栅介质的抗击穿能力.分析研究表明,栅氧化层的击穿主要是由于正电荷的积累造成的,F或N的引入可以补偿Si/SiO2界面和SiO2中的O3≡Si·和Si3≡Si·等由工艺引入的氧化物陷阱和界面陷阱,从而减少了初始固定正电荷和Si/SiO2界面态,提高了栅氧化层的质量.通过比较发现,注N栅氧化层的抗击穿能力比注F栅氧化层强.     

20nm栅氧化层的制备及其特性研究

一前言在MOS集成电路中，栅氧化层的质量好坏直接影响到电路的性能、可靠性和成品率。随着超大规模集成电路技术的发展，对栅氧化的要求也越来越高。根据尺寸缩小原则，l微米CMOS要求栅氧厚度为20nm。有资料表明，当栅氧厚度小于40nm或更薄时，电路的失效主要是由棚的击穿造成的，因此超薄栅氧的质量尤显重要。本文主要从三个方面对20nm超薄栅氧进行研究：1）20nm椰氧的生长技术；2）氧化物电荷的控制，主要研究Qm的控制；3）氧化击穿电荷QBD研究，这是一个反映超薄栅氧质量及可靠性的参数。这三个方面的研究是相互关联的，必须统一考…     

含N超薄栅氧化层的击穿特性

研究了含 N超薄栅氧化层的击穿特性 .含 N薄栅氧化层是先进行 90 0℃干氧氧化 5 m in,再把 Si O2 栅介质放入 10 0 0℃的 N2 O中退火 2 0 min而获得的 ,栅氧化层厚度为 10 nm.实验结果表明 ,在栅介质中引入适量的 N可以明显地起到抑制栅介质击穿的作用 .分析研究表明 ,N具有补偿 Si O2 中 O3≡ Si·和 Si3≡ Si·等由工艺引入的氧化物陷阱和界面陷阱的作用 ,从而可以减少初始固定正电荷和 Si/ Si O2 界面态 ,因此提高了栅氧化层的抗击穿能力     

含N超薄栅氧化层的击穿特性

研究了含N超薄栅氧化层的击穿特性.含N薄栅氧化层是先进行900C干氧氧化5min,再把SiO2栅介质放入1000C的N2O中退火20min而获得的,栅氧化层厚度为10nm.实验结果表明,在栅介质中引入适量的N可以明显地起到抑制栅介质击穿的作用.分析研究表明,N具有补偿SiO2中O3 Si@和Si3 Si@等由工艺引入的氧化物陷阱和界面陷阱的作用,从而可以减少初始固定正电荷和Si/SiO2界面态,因此提高了栅氧化层的抗击穿能力.     

超薄栅氧化层中的软击穿的击穿机理和击穿模型

软击穿是与氧化层质量密切相关的一种新的击穿形式。当氧化层厚度小于5nm时,软击穿效应显著,是超薄栅氧化层的主要失效机理。通过对国外软击穿研究状况的分析,对超薄栅氧化层中软击穿的失效模型和机理进行了综述。     

超薄栅介质的击穿特性

本文主要讨论超薄栅介质和隧道氧化层的各种击穿机理，以及评价参数，并结合实际探讨超薄栅介质和隧道氧化层的测试结构，测试和分析技术等有关击穿特性的论证方法，为亚微米工艺，E2PROM工艺和Flashmemory工艺的研究和开发提供一定的技术支撑。     

基于类渗流导电的超薄栅氧化层软击穿后的电流模拟

研究了超薄栅氧化层(≤3.0nm)软击穿(soft breakdown,SBD)后的栅电流和衬底电流特性.提出了一个基于类渗流导电的SBD后栅电流和衬底电流的解析公式--类渗流导电公式.该公式能够在较大的电压范围(-4～ 3V)模拟氧化层SBD后的栅电流和衬底电流的电流-电压特性,为超薄栅氧化层可靠性的研究提供了一个较为简便的公式.     

基于类渗流导电的超薄栅氧化层软击穿后的电流模拟

研究了超薄栅氧化层(≤3.0nm)软击穿(soft breakdown,SBD)后的栅电流和衬底电流特性.提出了一个基于类渗流导电的SBD后栅电流和衬底电流的解析公式--类渗流导电公式.该公式能够在较大的电压范围(-4～+3V)模拟氧化层SBD后的栅电流和衬底电流的电流-电压特性,为超薄栅氧化层可靠性的研究提供了一个较为简便的公式.     

77KFowler—Nordheim电子注入和栅氧化层俘获特性研究

本研究了７７Ｋ下薄栅ＮＭＯＳＦＥＴ在Ｆ－Ｎ均匀注入时栅氧化层对电荷的俘获特性，发现沟道区上方栅氧化屋将俘获电荷，使阀值电压下降，而栅边缘氧化层地电子的俘获明显增强，并高于室温一的对应值，从而导致ＮＭＯＳＦＥＴ关态特性变差，沟道电阻增大，以及电流驱动能力的显降低，提出了栅边缘氧化层增强电子俘获的深能级中性陷机制。     

金属沾污对超薄栅氧(2. 5nm)特性的影响

采用可控的金属沾污程序 ,最大金属表面浓度控制在 10 1 2 cm- 2数量级 ,来模拟清洗工艺最大可能金属沾污表面浓度 .利用斜坡电流应力和栅注入方式测量本征电荷击穿来评估超薄栅氧特性和金属沾污效应 .研究了金属锆和钽沾污对超薄栅氧完整性的影响 .实验结果表明金属锆沾污对超薄栅氧完整性具有最严重危害 ;金属钽沾污的栅氧发生早期击穿现象 ,而金属铝沾污对超薄栅氧完整性没有明显影响 .     

金属沾污对超薄栅氧(2.5nm)特性的影响

采用可控的金属沾污程序,最大金属表面浓度控制在1012cm-2数量级,来模拟清洗工艺最大可能金属沾污表面浓度.利用斜坡电流应力和栅注入方式测量本征电荷击穿来评估超薄栅氧特性和金属沾污效应.研究了金属锆和钽沾污对超薄栅氧完整性的影响.实验结果表明金属锆沾污对超薄栅氧完整性具有最严重危害;金属钽沾污的栅氧发生早期击穿现象,而金属铝沾污对超薄栅氧完整性没有明显影响.     

氮注入多晶硅栅对超薄SiO_2栅介质性能的影响

p+ 多晶硅栅中的硼在 Si O2 栅介质中的扩散会引起栅介质可靠性退化 ,在多晶硅栅内注入 N+ 的工艺可抑制硼扩散 .制备出栅介质厚度为 4 .6 nm的 p+栅 MOS电容 ,通过 SIMS测试分析和 I- V、C- V特性及电应力下击穿特性的测试 ,观察了多晶硅栅中注 N+工艺对栅介质性能的影响 .实验结果表明 :在多晶硅栅中注入氮可以有效抑制硼扩散 ,降低了低场漏电和平带电压的漂移 ,改善了栅介质的击穿性能 ,但同时使多晶硅耗尽效应增强、方块电阻增大 ,需要折衷优化设计 .     

恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性

研究了在恒压应力下超薄栅nMOSFET软击穿后的衬底电流特性．软击穿时间由衬底电流随时间的弛豫特性和器件输出特性测量时监测的衬底电流突变确定．发现软击穿时间的威布尔斜率和衬底特征击穿电流随温度的升高而增大．用类渗流模型模拟了软击穿后衬底电流与栅电压的关系．利用变频光泵效应讨论了超薄栅MOSFET低电压应力下衬底电流的来源,并解释了软击穿后衬底电流和栅电流之间的线性关系．     

超薄SiO_2栅介质厚度提取与分析

在分析半经典模型和量子模型的基础上,得到包括量子效应和多晶硅耗尽效应的栅氧厚度提取模型.栅介质厚度模拟结果和椭偏仪所测实验结果吻合良好.     

薄栅氧化层击穿特性的实验研究

在恒流应力条件下测试了薄栅氧化层的击穿特性,研究了ＴＤＤＢ的击穿机理,讨论了栅氧化层面积对击穿特性的影响．对相关击穿电荷ＱＢＤ进行了实验测试和分析,研究结果表明：相关击穿电荷ＱＢＤ除了与氧化层质量有关外,还与应力电流密度以及栅氧化层面积强相关．得出了ＱＢＤ的解析表达式,并且对相关参数进行了研究     

3—6nm超薄SiO_2栅介质的特性

采用栅氧化前硅表面在 H2 SO4/ H2 O2 中形成化学氧化层方法和氮气稀释氧化制备出 3.2、 4和 6 nm的 Si O2超薄栅介质 ,并研究了其特性 .实验结果表明 ,恒流应力下 3.2和 4nm栅介质发生软击穿现象 .随着栅介质减薄 ,永久击穿电场强度增加 ,但恒流应力下软击穿电荷下降 .软击穿后栅介质低场漏电流无规则增大 .研究还表明 ,用软击穿电荷分布计算超薄栅介质有效缺陷密度比用永久击穿场强分布计算的要大 .在探讨软击穿和永久击穿机理的基础上解释了实验结果