化學氣相堆積氮化矽和金－氮－氧半元件技術

Abstract

本文利用化學堆積系統並藉矽烷與氨間的化學反應，成長氮化矽膜。根據實驗的結 果，證明高品質、可複製的氮化矽膜可利用橫式反應系統製造出來，其介電電場強 度可達 9.1 × 10 □∼ 2.48 × 10 □ V ╱ cm，而折射率在 1.95 左右。 根據 電流－電壓的特性得知，通過氮化矽膜的電流效應為一種體限傳導，且藉富蘭克爾 －鮑爾（ Frenkel － poole ）理論可求出氮化矽膜的動態介電常數。 本文亦發展完成電漿腐蝕技術，以作為腐刻氮化矽膜之用。實驗結果發現，利用電 漿腐蝕法所得的電漿腐刻速率，比傳統熱磷酸腐蝕法快，約每分鐘數百埃。藉預熱 與稀釋的技術，電漿腐蝕氮化矽的速率證明更容易地加以控制。利用發展完成的化 學氣相堆積技術，高品質氮化矽膜亦應用於記憶元件的製造上。實驗結果，金－氮 －氧－半電容及電晶體均具有良好的記憶效應，且儲存在二氧化矽與氮化矽之間的 電荷可儲存三年以上。新式的金－氮－氮－半電容結構亦在本文中加以研究，並且 證明此種結構亦具有記憶的性能。雖然金－氮－氮－半結構在初步的實驗僅具數十 小時的記憶時間，但氮化技術成長的熱氮化矽膜比傳統的二氧化矽薄膜更容易控制 ，此技術值得再加以深入研究。 #2811434 #2811434