0.25微米CMOS工艺中多级栅极氧化层完整性的技术研究

作     者：商智渊 

作者单位：复旦大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑国祥;龚大卫

授予年度：2010年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：栅极氧化层 可靠性 击穿电压 光照效应 二氧化硅 

摘      要：超大规模集成电路（ULSI）发展至今,可靠性问题越来越突出和受到重视。可靠性测试分析的目的在于提高ULSI的质量和可靠性水平,分析所得数据将向电路的设计者和制造商提出旨在消除影响芯片性能因素的合理化建议,并且向用户指出正确合理的使用方法和维护条件。 栅氧化层作为MOS晶体管的栅介质,它的品质的好坏直接影响晶体管的各项特性,包括开启电压Vt,击穿电压等,另外它对晶片的合格率和可靠性影响也很大,极小量的缺陷都可能显著降低集成电路的合格率和可靠性。 传统的单一栅氧厚度所能提供的器件己无法满足芯片多样化的需求,多栅氧工艺（multiple gate oxide）在混合信号CMOS及FLASH流程中得到了广泛的应用,给栅氧工艺的可靠性带来了新的问题。本论文工作基于0.25um以下的线宽世代工艺,以深亚微米技术来实现多厚度栅氧器件在同一个芯片上的集成,研究由于多级栅氧CMOS工艺造成的栅极氧化层完整性（GOI）问题,和可靠性测试出现的问题,进而研究其诱发机理及其工艺的改进方法。 论文中还对硅氧化原理及栅极氧化层完整性（GOI）的可靠性相关问题进行了阐述,并联系实践,着重对电荷影响氢氟酸腐蚀特性,通过光照来释放晶圆上聚积的电荷,从而改善栅极氧化层完整性的问题进行了各种实验验证及讨论。确定了最合适的光照条件,为改善栅极氧化层完整性的可靠性引入了新的技术和工艺。 论文工作结果己应用于企业的0.25um嵌入式快闪芯片的生产实践中。