【摘 要】
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栅介质是CMOS器件的核心部分,也是目前限制CMOS器件Scaling down的主要因素之一.不同于传统的SiO栅介质,该文采用SiN/SiO叠层膜作为栅介质,并成功的应用于深亚微米CMOS器件中
【出 处】
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中国科学院微电子中心 中国科学院微电子研究所
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栅介质是CMOS器件的核心部分,也是目前限制CMOS器件Scaling down的主要因素之一.不同于传统的SiO<,2>栅介质,该文采用Si<,3>N<,4>/SiO<,2>叠层膜作为栅介质,并成功的应用于深亚微米CMOS器件中.该文的主要研究工作包括以下内容:(1)在国内首次成功的制备出等效氧化层厚度(EOT)为21A的超薄Si<,3>N<,4>/SiO<,2>(N/O)叠层栅介质膜.(2)详细研究了N/O叠层栅介质膜的特性.C-V分析结果表明,N/O叠层栅介质膜有很好的抗B穿透能力以及可以忽略的C-V迟滞特性;与相同EOT的纯SiO<,2>栅介质相比较,N/O叠层栅介质膜的漏电流小1-2个数量级;另外N/O叠层栅介质膜有很好的均匀性.(3)进行了比较全面的超薄栅介质的可靠性研究,包括加速应力方法的选择,电压加速应力测试,通过对Tbd进行Weibull统计分布得到栅介质中位寿命,由此对栅介质寿命进行预测等.(4)采用N/O叠层介质膜作为栅介质,成功制备出了栅长为0.117um的CMOS晶体管和57级CMOS环形振荡器.通过对器件的测试,我们发现N/O叠层栅介质器件有很好的亚阈值特性,大的电流驱动能力,大的峰值跨导等.可靠性测试结果表明超深亚微米N/O叠层栅介质CMOS器件有很好的抗热载流子效应的能力.(5)基于椭偏仪的基本工作原理,开发了一个可以计算薄膜厚度的程序,在膜厚5A-1000A的范围,计算值与透射电镜以及C-V拟和的结果基本吻合.
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