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薄氧化硅可靠性及击穿机理研究

专 业: 微电子学与固体电子学
关键词: 薄氧化硅 击穿机理 陷阱 等离子体
分类号: O47
形 态: 共 134 页 约 87,770 个字 约 4.198 M内容
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内容摘要


该论文主要研究薄膜氧化硅的电性能行为和击穿机理。

在不同电流密度下对不同氧化硅厚度和不同面积的MOS电容进行测量,根据测得的击穿电量Q<,bd>、初始电压V<,ini>以及测量过程中的电压增量△V<,bd>等参数的威布尔分布来讨论电子破坏氧化硅的行为……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 引言
1.1集成电路产业的发展现状
1.2集成电路栅介质面临的挑战
1.3检测氧化硅质量的方法
1.4影响氧化硅质量的缺陷
1.5TDDB测试用于工艺评估
1.6本文研究的内容
第二章 氧化硅的氧化机理与Si-SiO2系统
2.1氧化硅的氧化机理
2.1.1干氧氧化的氧化硅生长机理
2.1.2硅的热氧化模型和生长动力学
2.2氧化硅的结构和性质
2.2.1氧化硅的结构
2.2.2本征氧化硅和非本征氧化硅
2.2.3网络形成剂和网络调节剂
2.3 Si-SiO2系统
2.4小结
第三章 氧化硅的击穿模型
3.1氧化硅上的电压Vox
3.1.1积累
3.1.2反型
3.1.3功函数差φms
3.1.4氧化硅上的电压Vox
3.2氧化硅中电子的隧穿
3.3电子在氧化硅中的输运及陷阱的产生
3.4空穴电流的产生
3.5陷阱对载流子的俘获与释放
3.6氧化硅的击穿
3.7击穿的统计描述
3.8氧化硅击穿后的结构
3.9恒电流TDDB下陷阱的行为
3.10小结
第四章 等离子体充电效应与离子轰击损伤
4.1有关等离子体的概念
4.1.1等离子体的定义
4.1.2等离子体的温度
4.2等离子体鞘层模型
4.2.1等离子体鞘层
4.2.2波姆模型
4.3 RIE刻蚀系统
4.3.1阴极极板表面的电荷积累
4.3.2自偏压
4.4 RIE工艺中等离子体充电模型
4.4.1均匀的等离子体
4.4.2不均匀的等离子体
4.5 RIE刻蚀过程中离子轰击造成的损伤
4.6小结
第五章 器件的可靠性与威布尔失效分布
5.1可靠性的概念
5.2可靠性的定量表示
5.3器件的失效特征
5.3.1累积失效概率
5.3.2失效密度函数
5.3.3失效率函数
5.3.4累积失效概率、失效密度函数和失效率函数的关系
5.4器件的寿命特征
5.4.1平均寿命
5.4.2寿命方差和寿命标准离差
5.4.3可靠寿命和中位寿命
5.5威布尔失效分布
5.6小结
第六章 样品设计、制备及测试方法的确定
6.1测试图形的设计
6.2工艺设计
6.3测试方法的确认
6.4实验方法
6.5小结
第七章 氧化硅击穿模型的实验结果与讨论
7.1用AFM观察氧化硅表面形貌
7.2对鸟嘴效应影响测试结果的讨论
7.3初始电压Vini
7.4击穿过程两个参数△Vbd和Qbd的统计分布
7.5不同电流密度下的Qbd和nbd
7.6不同厚度氧化硅击穿时的Qbd和nbd
7.7陷阱产生密度随时间的变化关系
7.8用tbd推测器件的工作寿命
7.9用等效厚度表征缺陷
7.10正负栅压下击穿特性的比较
7.11MOS电容击穿后的二极管特性
7.12小结
第八章 等离子体充电效应与离子轰击损伤的实验结果与讨论
8.1充电效应对氧化硅质量的影响
8.1.1多晶硅刻蚀
8.1.2 He等离子体暴露
8.1.3充电电流Jp的计算
8.2侧壁离子轰击对氧化硅的影响
8.3小结
第九章 全文总结
参考文献

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中图分类: > O47 > 数理科学和化学 > 物理学 > 半导体物理学

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