複晶矽氧化層的電特性研究

Abstract

自復晶矽經高溫氧化而得的氧化矽薄層, 尤其在“金屬氧化物生導體場效應式電晶體 ”結構中, 其導電特性及“電子陷困”特性為本文重點。本研究乃基於鋁/ 復晶矽氧 化層/ 復晶矽形式之結構, 藉以觀察電流密度對電場的變化關系, 電流對時間的變化 關系, 及電容對電壓的變化關系。 實驗樣品的制程如下: 先在單晶矽的基片上氧化一層二氧化矽, 作為隔離之用, 再在 該氧化層上, 以“化學氣相沈積”一層復晶矽( 也有直接沈積在單晶矽上者),其次, 將復晶矽, 經由離子布植機植入磷元素, 磷元素之劑量為10 ∼10 個每平方公分。 布植能量為100Kev。再次, 在適度的回火之后, 復晶矽被高溫所氧化, 其氧化層厚為 1,000∼2,000埃。 一般而言, 復晶矽氧化層之導電度大於單晶矽氧化層, 其導電反應據信是遵守“Fowl -er Northeim”反應, 導電度之增, 可解釋為矽與氧化矽界面上實驗電場的增強, 另 外, 電流隨時間衰減的效應可以用來探討電子陷困效應。其數量亦可由計算求得。最 后, 經由電容電壓關系, 可以測定在復晶矽及氧化層界面上的“固定電荷”密度及“ 迅速狀態”密度。