二氟化蹦離子佈植複晶矽及複晶鉬金屬矽化物結構閘極氧化層之可靠度影響

Abstract

深次微米元件亟思以P 型複晶研閘極取代傳統N 型複晶矽閘極以形成表面通道的P 型 金氧半場效電晶體元件, 此篇論文即計對二氟化硼離子佈植P 型複晶矽閘極結構以薄 介電層可靠度的影響作一研究。 在複晶矽閘極經過不同離子佈植條件、退火溫度及退火方法( 包括快速退火及一般爐 管退火) 後對氧化層的影響, 可以發現800 ℃以上的高溫制程會加速硼的穿透現象, 導致電容對電壓曲線的偏移, 加速電子補捉陷阱速率造成氧化層時間依賴介電質崩潰 特性的退化, 因此在高劑量的離子條件下, 選擇快速退火方法以減低佈植雜質在閘極 中的重新分配及擴散較為可行。 最後由於P 型複晶矽閘極較高的片電阻, 複晶金屬矽化物與P 型複晶矽閘極的配合應 用亦為必需, 因而在此一並討論其閘極結構對氧化層電性之影響, 以便未來應用之參 考。