本文選題：原位水蒸氣生成(ISSG)　切入點(diǎn)：柵介質(zhì)氧化層缺失　出處：《半導(dǎo)體技術(shù)》2015年03期 　論文類(lèi)型：期刊論文

【摘要】：氮氧化技術(shù)是45 nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)柵介質(zhì)制備的關(guān)鍵工藝,嚴(yán)格控制由氮氧化工藝所誘發(fā)的界面缺陷是提高柵介質(zhì)質(zhì)量的重點(diǎn)。研究了形成柵介質(zhì)氧化層缺失缺陷的原因,并提出了解決方案。結(jié)果表明,原位水蒸氣生成(ISSG)熱氧化形成柵介質(zhì)氧化層后的實(shí)時(shí)高溫純惰性氮化熱處理工藝是形成柵介質(zhì)氧化層缺失缺陷的主要原因;在實(shí)時(shí)高溫純惰性氮化熱處理工藝中引入適量的O2,可以消除柵介質(zhì)氧化層的缺失缺陷。數(shù)據(jù)表明,引入適量O2后,柵介質(zhì)氧化層的界面陷阱密度(Dit)和界面總電荷密度(ΔQtot)分別減少了12.5%和26.1%;p MOS器件負(fù)偏壓不穩(wěn)定性(NBTI)測(cè)試中0.1%樣品失效時(shí)間(t0.1%)和50%樣品失效時(shí)間(t50%)分別提高了18%和39%;32 MB靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)在正常工作電壓和最小工作電壓分別提高了9%和13%左右。
[Abstract]:Nitrogen oxidation technology is the key technology for the preparation of gate dielectric at 45 nm and below. The key to improve the quality of gate dielectric is to strictly control the interface defects induced by nitrogen oxidation process. The reasons for the defect of gate oxide layer are studied. The results show that the real time high temperature pure inert nitriding heat treatment process after thermal oxidation of gate dielectric oxide is the main reason for the defect of gate dielectric oxide layer. The defect of oxide oxide in gate dielectric can be eliminated by introducing proper amount of O _ 2 in the process of real time high temperature pure inert nitriding heat treatment. The data show that after introducing appropriate amount of O _ 2, the defect of oxide layer in gate dielectric can be eliminated. The interface trap density and total interface charge density (螖 Qtott) of the gate oxide layer decreased by 12.5% and 26.1 respectively. The failure time of 0.1% samples and 50% samples were increased by 18% and 393232 respectively in the measurements of negative bias instability of 0.1% samples and 50% samples, respectively. MB static random access memory (SRAM) increases the normal and minimum operating voltages by about 9% and 13% respectively.
【作者單位】： 上海華力微電子有限公司;
【基金】：國(guó)家重大科技02專(zhuān)項(xiàng)資助項(xiàng)目(2011ZX02501)
【分類(lèi)號(hào)】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 孫凌;楊華岳;;基于原位水汽生成工藝的柵氧化膜特性(英文)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2008年03期

2 陶凱;郭國(guó)超;孔蔚然;韓瑞津;鄒世昌;;利用ISSG退火改善隧穿氧化層的厚度均勻性[J];半導(dǎo)體技術(shù);2005年12期

3 孫凌;高超;楊華岳;;原位水汽生長(zhǎng)柵介質(zhì)界面態(tài)特性和可靠性研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年09期

4 張紅偉;高劍琴;曹永峰;彭樹(shù)根;;ISSG及其氮化工藝對(duì)柵氧化層性能的改善[J];半導(dǎo)體技術(shù);2014年02期

5 張紅偉;彭樹(shù)根;;一種提高柵氧化物介電常數(shù)的方法[J];中國(guó)集成電路;2014年03期

6 方志軍;;集成SiON柵介質(zhì)在半導(dǎo)體中的應(yīng)用與展望[J];集成電路應(yīng)用;2008年Z2期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張紅偉;高劍琴;曹永峰;彭樹(shù)根;;ISSG及其氮化工藝對(duì)柵氧化層性能的改善[J];半導(dǎo)體技術(shù);2014年02期

2 張紅偉;彭樹(shù)根;;一種提高柵氧化物介電常數(shù)的方法[J];中國(guó)集成電路;2014年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 蔡穎;0.11微米工藝下混合信號(hào)芯片良率問(wèn)題研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王楠;汪輝;;高k柵介質(zhì)的可靠性問(wèn)題[J];半導(dǎo)體技術(shù);2009年01期

2 韓德棟,張國(guó)強(qiáng),任迪遠(yuǎn);含N超薄柵氧化層的擊穿特性[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2001年10期

3 陶凱;孫震海;孫凌;郭國(guó)超;;利用ISSG退火技術(shù)實(shí)現(xiàn)沉積二氧化硅薄膜平坦化[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2006年10期

4 孫凌;楊華岳;;基于原位水汽生成工藝的柵氧化膜特性(英文)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2008年03期

5 吳漢明;王國(guó)華;黃如;王陽(yáng)元;;32nm CMOS工藝技術(shù)挑戰(zhàn)(英文)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2008年09期

6 陶凱;郭國(guó)超;孔蔚然;韓瑞津;鄒世昌;;利用ISSG退火改善隧穿氧化層的厚度均勻性[J];半導(dǎo)體技術(shù);2005年12期

7 孫凌;高超;楊華岳;;原位水汽生長(zhǎng)柵介質(zhì)界面態(tài)特性和可靠性研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年09期

8 孫凌;高超;王磊;楊華岳;;基于原位水汽生成的超薄柵氧膜電學(xué)特性研究(英文)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年11期

9 孔艷梅;楊莉娟;;ISSG及其氮化工藝對(duì)NBTI效應(yīng)的改善[J];中國(guó)集成電路;2009年10期

10 王陽(yáng)元;張興;劉曉彥;康晉鋒;黃如;;32nm及其以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)CMOS技術(shù)中的新工藝及新結(jié)構(gòu)器件[J];中國(guó)科學(xué)(E輯:信息科學(xué));2008年06期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 武德起;趙紅生;姚金城;張東炎;常愛(ài)民;;高介電柵介質(zhì)材料研究進(jìn)展[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2008年05期

2 張雪鋒;邱云貞;張振娟;陳云;黃靜;王志亮;徐靜平;;疊層高k柵介質(zhì)中遠(yuǎn)程界面粗糙散射的理論模型[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2010年02期

3 徐文彬;;TiO_2/SiO_xN_y/SiO_2層疊結(jié)構(gòu)柵介質(zhì)的電容-電壓特性研究[J];真空;2013年01期

4 張安康;超薄柵介質(zhì)的可靠性研究[J];電子器件;1989年01期

5 張國(guó)強(qiáng),嚴(yán)榮良,余學(xué)鋒,高劍俠,任迪遠(yuǎn);含F(xiàn)柵介質(zhì)的Fowler-Nordheim效應(yīng)[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);1998年08期

6 劉冰;穆繼亮;陳東紅;丑修建;郭濤;熊繼軍;;高k柵介質(zhì)材料制備技術(shù)研究進(jìn)展[J];傳感器與微系統(tǒng);2013年12期

7 張國(guó)強(qiáng),余學(xué)鋒,陸嫵,范隆,郭旗,任迪遠(yuǎn),嚴(yán)榮良;注F柵介質(zhì)抗電離輻射損傷機(jī)理[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2000年03期

8 屠海令;杜軍;;高介電常數(shù)柵介質(zhì)的性能及與硅襯底間的界面穩(wěn)定性[J];稀有金屬;2007年03期

9 張國(guó)強(qiáng)，嚴(yán)榮良，余學(xué)鋒，任邊遠(yuǎn)，高文鈺，趙元富，胡浴紅，，王英民;兩種注F能量的柵介質(zhì)電離輻射響應(yīng)特性[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);1994年01期

10 Yuegang Zhao;Chadwin D Young;Rino Choi;Byoung Hun Lee;;高k柵介質(zhì)中電荷俘獲行為的脈沖特征分析[J];電子設(shè)計(jì)應(yīng)用;2010年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前5條

1 張國(guó)強(qiáng);陸嫵;余學(xué)鋒;郭旗;任迪遠(yuǎn);嚴(yán)榮良;;含N薄柵介質(zhì)的電離輻照及退火特性[A];1998電子產(chǎn)品防護(hù)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];1998年

2 王黎君;馮猛;陶弦;湯清云;沈應(yīng)中;;用于制備高K材料的稀土胺基化合物的合成和純化[A];第十一屆全國(guó)MOCVD學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

3 嚴(yán)榮良;張國(guó)強(qiáng);余學(xué)鋒;任迪遠(yuǎn);陸嫵;趙元富;胡浴紅;;HCl摻入量對(duì)MOSFET電離輻照特性的影響[A];第7屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（三）[C];1994年

4 卓木金;馬秀良;;HfO_2/Si(001)界面層的TEM研究[A];2006年全國(guó)電子顯微學(xué)會(huì)議論文集[C];2006年

5 張國(guó)強(qiáng);嚴(yán)榮良;余學(xué)鋒;高劍俠;任迪遠(yuǎn);范隆;趙元富;胡浴紅;;摻HCl MOSFET輻照后退火特性的研究[A];第7屆全國(guó)核電子學(xué)與核探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（三）[C];1994年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前7條

1 梁;KLA推出新一代非接觸式在線測(cè)試系統(tǒng)[N];中國(guó)電子報(bào);2002年

2 ;王者之劍——Intel高k柵介質(zhì)和金屬棚極技術(shù)[N];中國(guó)電腦教育報(bào);2007年

3 宋家雨;英特爾45納米工藝取得突破[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2007年

4 劉洪宇;高K制程：MOS之后的再革命[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2007年

5 葉甜春 錢(qián)鶴;微電子領(lǐng)域前沿透視[N];中國(guó)電子報(bào);2001年

6 文言;英特爾發(fā)布晶體管技術(shù)重大突破[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

7 陳斌;60年榮辱:晶體管的前世今生[N];計(jì)算機(jī)世界;2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張雪鋒;高k柵介質(zhì)Si/Ge MOSFET遷移率模型及制備工藝研究[D];華中科技大學(xué);2008年

2 陳衛(wèi)兵;高k柵介質(zhì)MOS器件模型和制備工藝研究[D];華中科技大學(xué);2006年

3 孫清清;先進(jìn)CMOS高k柵介質(zhì)的實(shí)驗(yàn)與理論研究[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

4 朱燕艷;Er_2O_3高k柵介質(zhì)材料的分子束外延生長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)及其物理特性[D];復(fù)旦大學(xué);2006年

5 匡潛瑋;ALD淀積高k柵介質(zhì)材料與器件特性研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

6 王晨;基于高k柵介質(zhì)的Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體MOS器件研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

7 馬飛;高k柵介質(zhì)MOS器件的特性模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

8 季峰;小尺寸MOSFET閾值電壓模型及高k柵介質(zhì)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

9 季梅;氧化釓摻雜對(duì)氧化鉿高K柵介質(zhì)氧空位抑制作用及電學(xué)性能研究[D];北京有色金屬研究總院;2010年

10 鄒曉;高κ柵介質(zhì)Ge基MOS器件模型及制備工藝研究[D];華中科技大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 郝媛媛;氮氧硅柵介質(zhì)的可靠性特性分析[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2008年

2 楊紅;高K柵介質(zhì)可靠性研究[D];北京大學(xué);2005年

3 趙旭榮;不同柵介質(zhì)層并五苯薄膜晶體管的制備及性能研究[D];山東大學(xué);2014年

4 譚葛明;高k柵介質(zhì)/半導(dǎo)體襯底界面的鈍化和性能提升[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

5 王強(qiáng);原子層淀積二氧化鈦疊層?xùn)沤橘|(zhì)特性的研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

6 周濤;HfO_2柵介質(zhì)的表面界面特性研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

7 王成剛;HfO_2高K柵介質(zhì)的電學(xué)特性及其氮化效應(yīng)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2004年

8 陳娟娟;高k柵介質(zhì)Ge-MOS器件電特性模擬及制備工藝研究[D];華中科技大學(xué);2009年

9 張昊;高κ柵介質(zhì)LaAlO_3的電學(xué)特性研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

10 查冬;高K柵介質(zhì)Ge MOS電容特性與制備研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：1557788