活性離子蝕刻在矽晶上製作槽溝式電容之研究

Abstract

本文研究應用於動態記意體之槽溝式電容，內容包括了挖槽之蝕刻方法、蝕刻後的處 理方法、以及介電層之製作技術。利用活性離子蝕刻機在單矽上製作槽溝的異向性蝕 刻已被討論，包括RF功率、氣體的種類與氣體的流量等各種參數之探討，各種蝕刻後 的處理，如氧灰化、退化、鈍化氧化等，也已被評估。已知槽溝式電容的可靠性會因 為在角隅的氧化層薄化以及電場強度的增加而大為降低。而高溫鈍化氧化處理可以改 善這種現象。最後，應用二氧化矽及二氧化矽/ 氮化矽/ 二氧化矽疊式結構在槽溝上 製作電容, 以及其在介電層瞬間崩潰的電性分析也被研究。我們發現在使用二氧化矽 / 氮化矽/ 二氧化矽的疊式結構, 其崩潰電場強度將比二氧化矽當介電層的較好。我 們也將槽溝式電容和傳統的平面電容做比較。結果槽溝式二氧化矽/ 氮化矽/ 二氧化 矽與平面式二氧化矽/ 氮化矽/ 二氧化矽差異不大, 然而槽溝式的二氧化矽則較諸 平面式二氧化矽有顯著的降低, 經由高溫鈍化氧化處理則大大改善槽溝式的二氧化矽 金氧半電容器之介電層瞬間崩潰電壓。