干燥HCl对热氧化生长SiO2的影响

采用干燥的HCl气体,作为HCl热氧化的气体源,制成铝膜MOS结构,其固定氧化物电荷几乎为零,界面陷阱密度低于1×10¹⁰陷阱/厘米²-电子伏特,对于人为的异常高的(大约3×10¹³离子/厘米²)可动钠离子沾污,仍具有99.5%以上的钝化效率.讨论了达到这些性能的原因.     

Co与掺杂Si固相反应形成CoSi2接触pn结及反应过程中As的行为研究

研究经扩散或离子注入掺B、P、As的硅表面上形成自对准CoSi_2薄膜接触和pn结技术.采用离子束溅射Co膜和Co/Si快速热处理(RTP)固相反应形成CoSi_2薄膜.在掺杂Si上形成CoSi_2薄膜以后,薄层电阻可下降一个数量级.对AS离子注入样品中,研究了不同硅片热处理工艺对As在Co/Si反应过程中再分布的影响.实验结果表明,对于CoSi_2形成之前杂质先经激活退火的硅样品,As在Co/Si固相反应过程中发生显著的“雪犁”效应,而在CoSi_2形成之前未经激活退火的样品,在杂质激活和Co/Si固相反应共退火过程中,As的行为则有明显不同.扩展电阻和电学测试表明,用这两种不同热处理工艺,在CoSi_2/Si界面处均可获得较高的载流子浓度,形成的CoSi_2接触pn结具有良好的二极管I-V特性,其反向漏电流明显小于对比实验的Al/Si接触pn结.     

硅与反应溅射二氧化硅界面特性的研究

本文对反应溅射SiO₂薄膜作了红外光谱研究,发现反应溅射法所获得的SiO₂薄膜中,硅与氧的反应并不完全.我们认为这是造成它与硅之间界面态密度升高的原因之一.为了改善Si与反应溅射SiO₂薄膜的界面特性,将溅射在硅片上的SiO₂薄膜,在含CCl₄的气氛中于950℃温度下进行氧化与退火处理.结果使Si-SiO₂的界面特性大大改善,对于n型(100)晶向的硅片其界面态密度下降到5.3×10¹⁰cm^-2·V^-1.以此SiO₂薄膜作为栅,成功地制出了MOS场效应晶体管.     

TiN/HZO/HfO_2/Si铁电晶体管栅结构的~(60)Coγ射线总剂量辐射效应

该文制备了TiN/Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2(HZO)/HfO_2/Si (MFIS)型的铁电晶体管栅结构,并在常规实验环境下对其进行了P-E、J-E、疲劳和保持等的电学性能测试.结果表明这种基于铪系氧化物的栅结构具有优良的电学性能,2P_r可达30μC/cm~2,2E_c约为6.8 MV/cm,矫顽场附近的漏电流密度为10~(-6)A/cm~2,在10~(5 )s保持时间内剩余极化值衰减10%,经10~7次翻转后剩余极化值基本保持不变,经10~9次翻转后剩余极化值的衰减维持在15%以内.MFIS铁电栅的~(60)Coγ射线电离辐射实验结果表明这种栅结构对总剂量电离辐射具有很强的免疫力,在辐射剂量高达5 Mrad(Si)时,电滞回线矩形度、对称性以及保持性能等几乎没有退化.该文所制备的全铪系薄膜铁电栅为高抗总剂量辐射、高读写寿命、长保存时间的高性能晶体管型铁电存储器的制备提供了数据支撑.     

脉冲激光沉积制备MgO非晶薄膜介电性质的研究

利用脉冲激光沉积技术在高电导P-Si和绝缘体Si O2上沉积了Mg O非晶薄膜,并对Si O2上的Mg O薄膜进行了透过率及XRD表征。构造了金属-氧化物-半导体(MOS)场效应晶体管结构P-Si/Mg O/Ag,测量了其C-F曲线,计算得到K-ω曲线,通过拟合计算得到Mg O的介电常数和等效厚度,与Si O2的等效厚度进行对比发现,非晶Mg O作为高K值绝缘栅介质材料优于Si O2。     

In/TiO_2/Si MOS制备及电学特性

利用直流磁控溅射技术在P型Si(100)衬底上制备了TiO_2薄膜,将制备好的TiO_2薄膜分别在700、800、900、1000、1100℃下空气中退火1 h.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、安捷伦半导体器件分析仪对薄膜样品进行表征.XRD测试结果表明:原样品为锐钛矿相结构,随着退火温度的升高,样品由锐钛矿相结构逐渐转变为金红石相结构,而经900、1000、1100℃退火后样品为金红石相结构,且退火后样品的晶粒尺寸明显增大;电学性能测试表明:退火后的TiO_2薄膜样品构成的MOS器件漏电流密度很小,即制备的TiO_2薄膜样品在MOS器件制备与应用领域有很好的前景.     

金和铂在Si-Al2O3界面的电学效应

本文系统地研究了金、铂等杂质在Si-Al₂O₃界面的电学特性及其热处理变化,给出了界面的电子能谱分析结果,并对Au (Pt)等杂质界面效应的作用机制进行了探讨.     

两种载流子发射的CC-DLTS信号分析及其应用

界面态由于直接影响了MOS器件的阈值电压,沟道迁移率,频率特性而具有实际意义.最近M.Sohulz等^[1]提出的恒电容深能级瞬态谱仪技术(CC-DLTS)引起人们极大兴趣.     

金属-绝缘层-半导体结构泊松方程的数值解法

详细讨论了金属-绝缘层-半导体结构一维泊松方程的数值解法.推导了非均匀结点下的牛顿迭代公式.提出了边界条件的恰当形式.作为具体应用的实例,由热氧化MOS结构的高频C-V测量曲线进行了数值计算,获得了Ψ_s-V_G关系及界面陷阱密度分布.将这种方法与常用的准静态C-V法作了实验比较,两者的结果符合良好.但前者在制样、测量方面都比后者简单得多,故适合作为工艺监测的常规手段.     

高性能Pd栅氢敏MOS管的研制

采用Pd/Si_3N_4/SiO_2/Si复合栅MIS结构,通过对设计及关键工艺的改进,研制了灵敏度高(120℃,1000ppmH_2中,阈值电压的改变可达520mV),响应、恢复时间短(120℃,1000ppmH_2,响应、恢复时间分别为10秒和25秒)的Pd栅氢敏管。比较了Pd/Si_3N_4/SiO_2/Si结构和Pd/SiO_2/Si结构对恢复时间的影响,解释了Pd/Si_3N_4/SiO_2/Si结构可有效缩短恢复时间的原因。