標題: 以Sio /Si N /SiO 為電介質的雙複晶矽電容的電性研究
作者: 林志光
LIN, ZHI-GUANG
張俊彥
ZHANG, JUN-YAN
電子研究所
關鍵字: 電介質;複晶矽;電容;氧化
公開日期: 1988
摘要: 本實驗所用的樣本是由對POC1 預置過的複晶矽氧化,然後再沈積一層氮化矽,最 後再用濕氧來對氮化矽作再氧化而得。此外,為了作對照實驗,某些試片只成長了一 層複晶氧化矽。我們所長的介電質等效厚度都小於250埃。 在這個實驗中,電介質的等效厚度都是由所量得的電容值換算而來,而由穿透式電子 顯微鏡的照片可以證實此換算的厚度頗為正確。我們利用I-V 的方法可以得知電介質 的崩潰電場,漏電流及電場加速因子。從對零時間電介質崩潰(TZDB)的量測中,我 們可以得到當複晶矽(Ⅰ)接正電壓時,ONO 的崩潰電場為13MV/cm ,而氧化矽則 為9MV/cm 。如果將正電壓接在複晶矽(Ⅱ),則ONO 的崩潰電場為11MV/cm ,而 氧化矽則為7MV/cm ,由此可知當複晶矽(Ⅱ)為陽極時崩潰電場降低,此乃因為在 複晶矽(Ⅰ)的表面,存有許多尖角,而使有效電場被增大所致。而在電介質因時崩 潰(TDDB)的量測中,我們如果在複晶矽(Ⅰ)加上正壓,則可以得到ONO 的電場加 速因子為1.2 decade•cm/MV;如果在複晶矽(Ⅱ)加上正壓,則電場加速因子為 1.0 decade•cm/MV,由以上的結果可以預估只要操作的電場小於3MV/cm ,則元 件的生命期將可達10年。 介電質中載子的傳播原理也是這篇論文所討論的重點之一,以Fowler-Nordheim 穿透 及Frankel-Poole 跳躍電流為基礎,我們建立了一個模型來預測介電質的漏電流,我 們發現Fowler-Nordheim 穿透是氧化層漏電流的主要來源,而ONO 的漏電流主要是由 Frankel-Poole 跳躍效應所產生。比較二者之間的漏電流,我們發現ONO 的漏電流比 氧化層小很多。 最後我們研究載子被介電質捕獲的現象,利用一階的近似化,我們建立了一個模型, 而將此模型與實驗的結果相比較,我們發現ONO 中被捕獲的主要載子為電洞,這與一 般氧化層捕獲電子的現象不一樣。
URI: http://140.113.39.130/cdrfb3/record/nctu/#NT772430029
http://hdl.handle.net/11536/53895
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