複晶矽上介電層成長之研究

Abstract

為了評估複晶矽上之介電層的電性及可靠度，本實驗針對三種介電層結構，即複晶 矽氧化層，薄氮化矽層的再氧化和二氧化矽╱氮化矽╱複晶矽氧化層，來探討其特 性及可靠度。 在複晶矽氧化層結構中；製備三種厚度及三種不同底層複晶矽的摻雜濃度，利用 1000℃及 900℃乾氧來成長。結果發現高溫氧化減少在晶界中的加速氧化效應，使 其具有較平坦的界面，以致於比低溫氧化存在較大崩潰電場及崩潰時間、較小的電 子捕捉率及較高的位障高度。 在薄氮化層再氧化結構中；在1000℃再氧化時，薄氮化矽層被重新鍵結成氮氧化矽 層，雖然增加正偏壓時的電性和可靠度，但引起反偏壓時較大漏電流及較低位障高 度；利用 900℃再氧化，形成氮化矽╱複晶矽氧化層結構，雖然把界面平坦化而增 加電性，但也引起較大電子捕捉率。 在二氧化矽╱氮化矽╱複晶矽氧化層結構中，800℃ 濕氧化製程，漏電流明顯地比 複晶矽氧化層小；且針對底層複晶矽氧化層、氮化矽和二氧化矽的厚度效應做探討 。在電子通量方面，氮化矽層厚度佔重要角色，適量底層複晶矽氧化層厚度、氮化 矽與二氧化矽層厚度的組合，可得到低漏電流且高電子通量(36 Coul/cm□)的介電 層。