难熔金属氮化物栅的技术研究

本文采用衬底负偏压溅射方法对比研究了ZrN薄膜及其与GaAs的肖特基势垒特性,结果表明,该法不仅能降低ZrN薄膜电阻率,而且能增高GaAs肖特基势垒高度.文中还用不同剂量的氮离子对GaAs衬底进行注入实验,可以看出,氮注入明显地改善了Ti/n-GaAs肖特基势垒特性.     

薄栅氧化层斜坡电压TDDB击穿参数的研究

随着超大规模集成电路的不断发展,薄栅氧化层的质量对器件和电路的可靠性的作用越来越重要。经时绝缘击穿（TDDB）是评价薄栅氧化层质量的重要方法。本次实验主要是通过斜坡电压实验来研究薄栅氧化层的TDDB,测出斜坡电压时氧化层的击穿电压、击穿电荷以及击穿时间,研究了斜坡电压情况下,栅氧化层击穿电荷、击穿电压和外加电压斜率等击穿参数间的依赖关系。     

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.     

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     

氮化H2-O2合成薄栅介质的击穿特性

研究了14～16nm的H2-O2合成薄栅介质击穿特性.实验发现,N2O气氛氮化H2-O2合成法制备的薄栅介质能够有效地提高栅介质的零时间击穿特性.H2-O2合成法制备的样品,其击穿场强分布特性随测试MOS电容面积的增加而变差,而氮化H2-O2合成薄栅介质的击穿特性随测试MOS电容面积的增加基本保持不变.对于时变击穿,氮化同样能够明显提高栅介质的击穿电荷及其分布.     

氮化H2-O2合成薄栅介质的击穿特性

研究了14～16nm的H2-O2合成薄栅介质击穿特性.实验发现,N2O气氛氮化H2-O2合成法制备的薄栅介质能够有效地提高栅介质的零时间击穿特性.H2-O2合成法制备的样品,其击穿场强分布特性随测试MOS电容面积的增加而变差,而氮化H2-O2合成薄栅介质的击穿特性随测试MOS电容面积的增加基本保持不变.对于时变击穿,氮化同样能够明显提高栅介质的击穿电荷及其分布.     

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.     

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     

GdO存储层中氧含量及掺氮对MONOS存储器特性的影响

采用反应溅射法制备以GdOx或GdON为存储层的MONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Si)电容存储器,研究了GdOx中氧含量以及掺氮对MONOS存储器存储特性的影响。实验结果表明,含氧气氛中制备的GdO其氧空位(电荷陷阱)较少,且界面处存在较多Gd-Si键,导致界面态密度增加,因而存储特性欠佳;引入氮至GdO中可诱导出大量的深能级电子陷阱,并能提高介电常数、减少界面缺陷,因此GdON样品表现出好的存储特性:较大的存储窗口(±13V/1s的编程/擦除电压下,存储窗口4.1V)、高的工作速度、好的保持特性以及优良的疲劳特性(105循环编程/擦除后,存储窗口几乎不变)。     

SOI横向二极管击穿特性分析

对硅片直接键合方法制作的 SOI横向二极管的击穿特性在不同条件下进行了测量 ,通过计算机模拟分析了击穿机理 ,从器件的几何尺寸和衬底偏置电压方面 ,提出了提高击穿电压的途径。     

衬底热空穴注入下的薄栅氧化层击穿特性

利用衬底热空穴 (SHH)注入技术 ,分别定量研究了热电子和空穴注入对薄栅氧化层击穿的影响 ,讨论了不同应力条件下的阈值电压变化 .阈值电压的漂移表明是正电荷陷入氧化层中 ,而热电子的存在是氧化层击穿的必要条件 .把阳极空穴注入模型和电子陷阱产生模型统一起来 ,提出了薄栅氧化层的击穿是与电子导致的空穴陷阱相关的 .研究结果表明薄栅氧化层击穿的限制因素依赖于注入热电子量和空穴量的平衡 .认为栅氧化层的击穿是一个两步过程 .第一步是注入的热电子打断 Si— O键 ,产生悬挂键充当空穴陷阱中心 ,第二步是空穴被陷阱俘获 ,在氧化层中产生导电通路     

薄栅氧化层相关击穿电荷

栅氧化层厚度的减薄要求深入研究薄栅介质的击穿和退化之间的关系 .利用衬底热空穴注入技术分别控制注入到薄栅氧化层中的热电子和空穴量 ,对相关击穿电荷进行了测试和研究 .结果表明薄栅氧化层击穿的限制因素依赖于注入热电子量和空穴量的平衡 .提出薄栅氧化层的击穿是在注入的热电子和空穴的共同作用下发生的新观点 .建立了 Si O2 介质击穿的物理模型并给出了理论分析     

直接隧穿应力下超薄栅氧化层中的多缺陷产生行为

基于一阶速率方程,讨论了恒定电压应力下应力电流的饱和行为.通过对应力电流的拟合,发现存在三类缺陷产生的前身.更进一步的统计实验显示,在缺陷产生时间常数、击穿时间以及应力电压之间存在着明确的关系.这意味着缺陷产生时间常数能够被用于有效预测氧化层的寿命.与常规的氧化层击穿实验相比,基于缺陷产生时间常数的预测更快、更有效.     

直接隧穿应力下超薄栅氧化层中的多缺陷产生行为

基于一阶速率方程 ,讨论了恒定电压应力下应力电流的饱和行为 .通过对应力电流的拟合 ,发现存在三类缺陷产生的前身 .更进一步的统计实验显示 ,在缺陷产生时间常数、击穿时间以及应力电压之间存在着明确的关系 .这意味着缺陷产生时间常数能够被用于有效预测氧化层的寿命 .与常规的氧化层击穿实验相比 ,基于缺陷产生时间常数的预测更快、更有效     

衬底热空穴注入下的薄栅氧化层击穿特性

利用衬底热空穴(SHH)注入技术,分别定量研究了热电子和空穴注入对薄栅氧化层击穿的影响,讨论了不同应力条件下的阈值电压变化.阈值电压的漂移表明是正电荷陷入氧化层中,而热电子的存在是氧化层击穿的必要条件.把阳极空穴注入模型和电子陷阱产生模型统一起来,提出了薄栅氧化层的击穿是与电子导致的空穴陷阱相关的.研究结果表明薄栅氧化层击穿的限制因素依赖于注入热电子量和空穴量的平衡.认为栅氧化层的击穿是一个两步过程.第一步是注入的热电子打断Si一O键,产生悬挂键充当空穴陷阱中心,第二步是空穴被陷阱俘获,在氧化层中产生导电通路,薄栅氧化层的击穿是在注入的热电子和空穴的共同作用下发生的.     

薄栅氧化层相关击穿电荷

栅氧化层厚度的减薄要求深入研究薄栅介质的击穿和退化之间的关系.利用衬底热空穴注入技术分别控制注入到薄栅氧化层中的热电子和空穴量,对相关击穿电荷进行了测试和研究.结果表明薄栅氧化层击穿的限制因素依赖于注入热电子量和空穴量的平衡．提出薄栅氧化层的击穿是在注入的热电子和空穴的共同作用下发生的新观点.建立了SiO2介质击穿的物理模型并给出了理论分析.     

衬底热电子增强的薄SiO2层击穿特性研究

本文通过衬底热电子SHE(Substrate hot electron)注入技术,对SHE增强的薄SiO₂层击穿特性进行了研究.实验发现氧化层中的平均电子能量与衬底电压有很大的关系.通过能量守恒方程计算注入到氧化层中的平均电子能量,根据计算出的电子能量可以解释SHE注入和F-N隧穿注入的根本不同.本文提出了衬底热电子增强的TDDB(Time dependent dielectric breakdown)模型.     

超薄SiO2软击穿后I-V特性的饱和性质

利用电子速度饱和概念和比例差值方法（proportional difference operator, PDO）研究了超薄SiO2在第一次软击穿以后栅电流随着栅电压的变化所呈现的饱和性质. 实验证明了第一次软击穿以后栅电流随着栅电压变化的PDO谱峰位、峰高与电子在第一次软击穿通道中运动的饱和速度及饱和电流密度相关. 基于缺陷散射机制，得到的第一次软击穿通道的横截面积与文献报导的结果一致.     

低压调整二极管击穿特性分析与优化设计

介绍了采用平面结构设计与Si外延工艺制造低压调整二极管的技术.该技术论证了Si平面结型5.1V低压调整二极管的击穿机理为隧道击穿,同时设计了一种新型Si平面结型低压调整二极管的结构,以及与此结构相匹配的工艺制程,进而实现5.1V击穿电压特性为硬击穿.此硬击穿优化的关键是对结构设计、氧化工艺的深度研究.