快速热氮化超薄SiO_2膜的氮分布和氮化机理的研究

用卤素钨灯作辐射热源，对超薄SiO2进行快速热氮化（RTN）制备了SiOxNy膜．研究了不同RTN条件下制备的SiOxNy样品的AES测量的氮纵向分布．研究结果表明，在较低的温度下（＜900℃）氯化速率是缓慢的，而在界面处因应变键容易被打破，速率稍快可形成氮峰．当温度高于900℃时，氮化速率加剧，分别形成表面和界面两个氮峰．基于研究分析的结果，意图提出一种描述快速热氮化超薄SiO2的微观机理．     

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。     

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。     

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。     

超薄SiO2层的热生长

隧道小孔中超薄ＳｉＯ２的生长是ＥＥＰＲＯＭ电路制造的关键工艺之一。采用ＳＵＰＲＥＭ－Ⅲ工艺模拟程序对超薄ＳｉＯ２的热生长进行了工艺模拟，经过大量的工艺实验及优化，确定了超薄ＳｉＯ２的最佳生长条件，生长出的ＳｉＯ２性能良好，完全可满足ＥＥＰＲＯＭ研制的要求。     

用于ULSI电路的超薄栅介质膜研究

制备出６～７ｎｍ超薄栅ＮＭＯＳＦＥＴ。通过对器件性能的研究发现，适当条件下Ｎ２Ｏ制备的超薄ＳｉＯｘＮｙ膜比ＳｉＯ２膜更适合ＵＬＳＩ的应用。     

SiO2膜针孔的分析与检测

本文分析了ＳｉＯ＿２膜的针孔模型及漏电机理，讨论了针孔密度的概念，并用ＥＰＷ（乙二胺－邻苯二酚水溶液）法和漏电流法分析了针孔与漏电流的关系，给出了ＳｉＯ＿２膜无明显针孔的判据。     

电子束反应蒸发SiO2膜的残余应力

光学薄膜中的残余应力是一个影响现代仪器性能和可靠性的越来越重要的因素.过强的张应力或压应力会使膜层破裂和脱落.即使上述情况不发生,残余应力也会影响平面衬底的平面度,从而导致反射波面发生畸变.设薄膜是在温度T_2时制备的,在室温T_1时,其残余应力σ由两部分组成:(1)由在膜形成时所产生的内应力σ_i,和(2)由膜层和衬底的热胀系数不同所引起的应力σ_(th).所以,残余应力由下式给出:     

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.     

超薄栅介质膜生长前硅表面处理的研究

在超薄栅介质膜的制备技术中，膜生成前，用稀ＨＦ酸进行表面处理，能使生成的超薄膜均匀性、完整性提高，从而使膜的击穿、漏电得到改善。     

MOS结构SiO2膜陷阱化动力学

本文建立了在高电场Ｆ－Ｎ隧穿注入条件下，ＭＯＳ结构ＳｉＯ膜中包含陷阱产生现象的陷阱化动力学方程。由这些方程导出若干结果；并这些结果，提出了确定ＳｉＯ膜内陷阱特性参量的分析方法。也简单讨论了二氧化硅膜内几各不同类型陷阱。     

ULSI制备中二氧化硅等介质化学机械抛光的研究

对 UL SI制备中 Si、 Si O2 等 CMP工艺技术条件 ,尤其是温度对提高全局平面化即平整度、粗糙度 (抛光雾 )进行了深入研究 ,从机理上提出了以化学作用为主的溶除机理 ,确定了低温、快速率、大流量的新的技术方法。     

应用于EEPROM的超薄SiO2 TDDB特性的研究

阐述了应用于ＥＥＰＲＯＭ中的超薄隧道氧化层随时间的击穿特性,比较和分析了不同的可靠性测试方法,并对超薄氧化层生长工艺的优化进行了探讨。     

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。     

离子注入氮化薄SiO2栅介质的特性

研究了通过多晶硅栅洲入氮离子氮化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均有显下降,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。     

基于等离子体氮化工艺的超薄栅氧化膜的电学特性和可靠性

介绍了利用MMT等离子体氮化工艺和炉管NO退火氮化工艺制备的超薄栅介质膜的电学特性和可靠性.结合两种氮化工艺在栅介质膜中形成了双峰和单峰的氮分布.通过漏极电流、沟道载流子和TDDB的测试,发现栅介质膜中双峰的氮分布可以有效提高器件的电学特性,更为重要的是可以极大提高器件的击穿特性.这指明了延长掺氮氧化膜在超大规模集成电路器件栅介质层中应用的寿命,使之有可能进一步跟上技术的发展.