在單/複晶矽上熱成長之氧化矽膜的模擬與分析及其在FLOTOX EEPROM元件設計上的應用

Abstract

為了探討在單晶矽晶片上生長薄氧化矽膜，我們提出一修正的理論模式，以深入分析 薄氧化矽膜在斜坡電壓加壓與固定電流激發下所呈現的特性。此一模式包括下述重要 效應，動態陷阱（即捕捉與釋放電子）效應，撞擊游離引發的正電荷產生效應，以及 由弱點所引發的局部發射效應。利用此模式，可從薄氧化矽膜的斜坡電壓加壓下電流 －電壓測，量數據與固定電流激發下電壓－時間測量數據中獲取重要的物理參數，如 整體陷阱密度，陷阱捕捉截面積，陷阱產生速率，復合捕捉截面積，與介電崩潰電壓 。此外，基於弱點區域可聚集撞擊游離產生之正電荷的假設，此一模式亦可正確的預 測氧化矽膜在固定電流激發下與時間相關的介電崩潰。 此一模式經電腦模擬與分析後指出，若薄氧化矽膜的陷阱效應愈嚴重，則其在斜坡電 壓加壓下的漏電愈小且崩潰電壓愈大，但在固定電流激發下活期愈短。此外，若陷阱 的平均位置愈靠近陽極，正電荷的復合捕捉截面積愈小，或弱點區占有較大的面積， 則薄氧化矽的活期愈長。