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     

超薄HfO2高K栅介质薄膜的软击穿特性

研究了高K(高介电常数)栅介质HfO2薄膜的制备工艺,制备了有效氧化层厚度为2.9nm的超薄MOS电容。当栅氧化层很薄时会发生软击穿现象,软击穿和通常的硬击穿是不同的现象。分别利用在栅介质上加恒流应力和恒压应力两种方法研究了HfO2薄膜的击穿特性,实验结果表明,在两种应力方式下HfO2栅介质均发生了软击穿现象,软击穿和硬击穿的机理不同。     

3.4nm超薄SiO2栅介质的特性

用LOCOS工艺制备出栅介质厚度为3.4nm的MOS电容样品,通过对样品进行I-V特性和恒流应力下V-t特性的测试,分析用氮气稀释氧化法制备的栅介质的性能,同时考察了硼扩散对栅介质性能的影响.实验结果表明,制备出的3.4nm SiO₂栅介质的平均击穿场强为16.7MV/cm,在恒流应力下发生软击穿,平均击穿电荷为2.7C/cm².栅介质厚度相同的情况下,P⁺栅样品的击穿场强和软击穿电荷都低于N⁺栅样品.     

薄栅介质TDDB效应

在恒压和恒流应力条件下测试了超薄栅氧化层的击穿特性,研究了TDDB(Time Dependent Dielectric Breakdown)的可靠性表征方法.对相关击穿电荷量QBD进行了实验测试和分析.结果表明:相关击穿电荷量QBD除了与氧化层质量有关外,还与应力电压和应力电流密度以及栅氧化层面积有关.对相关系数进行了拟合,给出了QBD的解析表达式.按照上述表达式外推的结果和实验值取得了很好的一致.提出了薄栅介质TDDB效应的表征新方法.     

薄栅介质TDDB效应

在恒压和恒流应力条件下测试了超薄栅氧化层的击穿特性 ,研究了 TDDB(Tim e Dependent DielectricBreakdown)的可靠性表征方法 .对相关击穿电荷量 QBD进行了实验测试和分析 .结果表明 :相关击穿电荷量 QBD除了与氧化层质量有关外 ,还与应力电压和应力电流密度以及栅氧化层面积有关 .对相关系数进行了拟合 ,给出了 QBD的解析表达式 .按照上述表达式外推的结果和实验值取得了很好的一致 .提出了薄栅介质 TDDB效应的表征新方法     

恒电流应力引起HfO2栅介质薄膜的击穿特性

利用磁控溅射的方法在p-Si上制备了高k(高介电常数)栅介质HfO2薄膜的MOS电容,对薄栅氧化层电容的软击穿和硬击穿特性进行了实验研究.利用在栅极加恒电流应力的方法研究了不同面积HfO2薄栅介质的击穿特性以及击穿对栅介质的I-V特性和C-V特性的影响.实验结果表明薄栅介质的击穿过程中有很明显的软击穿现象发生,与栅氧化层面积有很大的关系,面积大的电容比较容易发生击穿.分析比较了软击穿和硬击穿的区别,并利用统计分析模型对薄栅介质的击穿机理进行了解释.     

恒电流应力引起HfO_2栅介质薄膜的击穿特性

利用磁控溅射的方法在p- Si上制备了高k(高介电常数)栅介质Hf O2薄膜的MOS电容,对薄栅氧化层电容的软击穿和硬击穿特性进行了实验研究.利用在栅极加恒电流应力的方法研究了不同面积Hf O2 薄栅介质的击穿特性以及击穿对栅介质的I- V特性和C- V特性的影响.实验结果表明薄栅介质的击穿过程中有很明显的软击穿现象发生,与栅氧化层面积有很大的关系,面积大的电容比较容易发生击穿.分析比较了软击穿和硬击穿的区别,并利用统计分析模型对薄栅介质的击穿机理进行了解释     

Al2O3高k栅介质的可靠性

利用反应溅射方法制备了等效氧化层厚度为3.45nm的Al2O3栅介质MOS电容,研究了Al2O3作为栅介质的瞬时击穿和恒压应力下的时变击穿等可靠性特征.击穿实验显示,样品的Al2O3栅介质的等效击穿场强大小为12.8MV/cm.在时变击穿的实验中,Al2O3栅介质表现出类似于SiO2的软击穿现象.不同栅压应力作用的测试结果表明,介质中注入电荷的积累效应是引起软击穿的主要因素,其对应的介质击穿电荷QBD约为30～60C/cm2.     

Al_2O_3高k栅介质的可靠性

利用反应溅射方法制备了等效氧化层厚度为3 45nm的Al2 O3栅介质MOS电容,研究了Al2 O3作为栅介质的瞬时击穿和恒压应力下的时变击穿等可靠性特征.击穿实验显示,样品的Al2 O3栅介质的等效击穿场强大小为1 2 8MV/cm .在时变击穿的实验中,Al2 O3栅介质表现出类似于SiO2 的软击穿现象.不同栅压应力作用的测试结果表明,介质中注入电荷的积累效应是引起软击穿的主要因素,其对应的介质击穿电荷QBD约为30～60C/cm2 .     

Al2O3高k栅介质的可靠性

利用反应溅射方法制备了等效氧化层厚度为3．45nm的Al2O3栅介质MOS电容，研究了Al2O3作为栅介质的瞬时击穿和恒压应力下的时变击穿等可靠性特征．击穿实验显示，样品的Al2O3栅介质的等效击穿场强大小为12.8MV／cm.在时变击穿的实验中，Al2O3栅介质表现出类似于SiO2的软击穿现象．不同栅压应力作用的测试结果表明，介质中注入电荷的积累效应是引起软击穿的主要因素，其对应的介质击穿电荷QBD约为30～60C／cm^2．