薄氧化層及薄氮化氧化層的電性

Abstract

為了評估熱成長薄氧化層及氮化氧化層的電性及可靠度，我們備製了厚度從４０埃到 １１０埃成長在N 型矽基底上的薄氧化層及薄氮化氧化層的電容，其中氮化溫度為７ ５０，８００，９００，１０００度，氮化時間為０•５，１•０，２•０，３•０ 小時。我們檢驗了這些薄膜的崩潰電壓分佈圖，線性加壓下的電壓對電流特性，以及 在固定電流流通下的電壓對時間特性。經實驗證實，當氧化層厚度愈薄，其崩潰電場 強度及崩潰時間愈大；在固定電流流通下，薄氧化層有較小的電壓漂移；捕獲截面積 則與厚度無關；對同厚度的氧化層，較小的電流密度流通有較大的崩潰電荷。對氮化 氧化層而言，崩潰電場及時間，預留陷井密度，陷井產生率，捕獲截面積，皆與氮化 時間，溫度和薄膜厚度有關。與氧化層比起來，氮化氧化層有較低的崩潰電壓，較大 的捕獲面積，較小的陷 產生率，以及較小的電壓漂移，經由適當的氮化，崩潰電荷 及電壓漂移可獲改進。另外，經由在線性加壓測試下的實驗結果可發現介於矽與二氧 化矽間的位障隨著氮化時間加長或溫度加高而降低。