含F栅介质的击穿特性研究

本文研究了ＭＯＳ结构击穿电压与极性和栅面积之间的相互依赖关系、栅介质中Ｆ离子的引入对击穿电压的影响．结果表明，击穿电压受热电子贯穿方向制约；栅面积与击穿电压之间无明显依赖关系；一定量的Ｆ离子引入栅介质对击穿电压大小不造成多大影响．用一定模型解释了实验结果     

SIMOX埋层的电离辐照及退火研究

将Ｆ＾＋注入ＳＩＭＯＸ材料，剥去皮表硅并制成电容，经＾６０Ｃｏ－γ辐照试验和退火试验，并采用高频Ｃ－Ｖ方法分析表明，注Ｆ＾＋能有效地提高绝缘埋层的抗电离辐照性能。     

MOSFET的电离辐照效应

本文研究了MOSFET的电离辐照效应,给出了辐照在MOSFET栅介质中引起氧化物电荷对阈电压的贡献与辐照剂量和栅偏置电场的相互依赖关系.结果表明,辐照引起的氧化物电荷与管子的沟道种类无关.另外,漏源电压对MOSFET的辐照响应也有影响.统计数据表明,对管子阈电压漂移有贡献的界面态的能级范围大约为 E_s/2.对实验结果进行了讨论.     

CMOS／BESOI器件的电离辐照特性

采用亚阀Ⅰ－Ⅴ技术，分析了ＣＭＯＳ／ＢＥＳＯＩ器件在＾６０Ｃｏ－γ辐照场中的电参数退化行为和机制。结果表明，器件经辐照后产生了较严重的损伤。     

Al栅BESOI／CMOS器件的辐照特性

在表层硅厚度约６μｍＢＥＳＯＩ材料上，制备了Ａｌ栅ＣＭＯＳ器件。实验样品消除了纵向寄生结构和困扰ＳＯＩ薄膜器件的背沟效应、边缘效应、Ｋｉｎｋ效应。样品未作抗辐照工艺加固，γ累积辐辐照剂量已达３×１０５ｒａｄ（Ｓｉ）。实验表明，该结构埋层ＳｉＯ２的存在对器件的辐照性能影响不明显。     

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。     

超薄栅介质的可靠性研究

一、概述 随着亚微米工艺的日趋成熟,MOS集成电路的集成度也随之大幅度提高,所用的SiO_2在不断地减薄。例如,64KDRAM(动态随机存贮器)的氧化层厚度为30～40nm,256KDRAM的氧化层厚度为15～25nm,1MDRAM和电可擦可编程序唯读存贮器(EEPROM的氧化层厚度小于10nm。如图1所示。 氧化层不仅可用作MOSFET的栅介质,还可构成动态存贮器的存贮电容,并提供器件之间的隔离层。随着集成度的提高,芯片面积不断增大,器件尺寸按比例缩小,栅介质的不稳定和击穿等成为MOS集成电路失效的主要原因。例如,在EEPROM中,隧道击穿是导致其疲劳损坏的主要原因。因此,了解、分析、提高超薄栅介质的稳定性与可靠性是十分必要的。     

SiGe／Si异质结构MOS器件栅介质技术研究

本文研究ＳｉＧｅ／Ｓｉ异质结构ＭＯＳ器件栅介质制备技术，采用等离子体增强化学汽相淀积（ＰＥＣＶＤ）方法低温制备电学特性优良的薄栅介质薄膜，并应用于ＳｉＧｅ／Ｓｉ异质结构器件研制，试制成功ＳｉＧｅ／Ｓｉ异质结构ＰＭＯＳ和ＮＭＯＳ实验性器件．     

多晶硅栅光刻前后注F对MOS器件辐射特性的影响

分析研究了Ｈ２＋Ｏ２合成栅氧化、多晶硅栅光刻前后注Ｆ和Ｐ的沟和Ｎ沟ＮＯＳＦＥＴ，在最劣γ辐照偏置下的阈电压和Ｉｄｓ－Ｖｇｓ亚阈特性的辐射影响应。结果表明，多晶硅栅光刻前注Ｆ比光刻后注Ｆ和未注Ｆ，具有更强的抑制辐射感生氧化物电荷积累和界面态生长的能力。其辐射敏感性的降低可能归结为ＳｉＯ２栅介质和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面附近Ｆ的浓度相对较大以及栅场介质中Ｆ注入缺陷相对较少所致。     

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.     

用于薄介质栅的PECVD法低温形成SiO_xN_y薄膜及其电学特性

研究了用作薄介质栅的等离子体增强化学气相淀积（PECVD）方法低温形成的SiOxNy薄膜与其电学特性．探索该薄膜电学特性与微观组分，反应室气压，衬底工作温度，退火致密和金属化后退火等的相互关系．给出了获得电学特性优良的SiOxNy薄膜的优化PECVD工艺条件，同时对实验结果进行了理论分析与讨论．     

含F栅介质的Fowler-Nordheim效应

本文建立了一套用于ＭＯＳ电容热载流子损伤研究的自动测试分析系统，用高频和准静态Ｃ－Ｖ技术，分析研究了栅介质中Ｆ离子的引入所具有的抑制Ｆｏｗｌｅｒ－Ｎｏｒｄｈｅｉｍ高场应力损伤的特性，对Ｆ离子和高场应力作用机制进行了讨论．     

CMOS／SOS器件亚阈区的总剂量电离辐照特性

采用Ｉ－Ｖ亚阈测量技术，分析了封闭栅和条形栅结构ＣＭＯＳ／ＳＯＳ器件的ｌｏｇＩ－Ｖ曲线亚阈斜率和阈电压的总剂量电离辐照特性，以及不同的辐照偏置条件对上述两个电参数的影响。结果表明，在总剂量辐照下，封闭栅和条形栅ＣＭＯＳ／ＳＯＳ器件的阈电压及ｌｏｇＩ－Ｖ曲线亚阈斜率的变化趋势。     

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。     

SiGe MOS器件SiO2栅介质低温制备技术研究

为了获得电学性能良好的SiGe PMOS SiO2栅介质薄膜，采用等离子增强化学汽相沉积（PECVD）工艺，对低温300℃下薄膜制备技术进行了研究。实验表明，采用适当高温、短时间对PECVD薄膜退火有助于降低薄膜中电荷密度和界面态密度。该技术用于SiGe PMOSdgrm,在300K常温和77K低温下，其跨导分别达到45mS/mm和92．5mS/mm(W/L=20μm/2μm).