Влияние нитридизации оксида кремния импульсной фотонной обработкой на электрические параметры электронной компонентной базы КМОП интегральных схем

Abstract

Изучено влияние нитридизации импульсной фотонной обработкой в среде азота слоев оксида кремния, полученных термическим окислением, на электрофизические характеристики транзисторов и конденсаторов со структурой металл–оксид–полупроводник. Слои оксида кремния толщиной 7,7 и 35,0 нм получали окислением подложек монокристаллического кремния в сухом кислороде. Нитридизацию слоев проводили путем нагрева подложек в среде азота до температуры 1150 °C в течение 7 с импульсом некогерентного излучения постоянной мощности от кварцевых галогенных ламп, направленным на нерабочую сторону кремниевой подложки. При исследовании вольт-амперных и вольт-фарадных характеристик на тестовых элементах со структурой металл–оксид–полупроводник установлено, что нитридизация импульсной фотонной обработкой приводит в результате перестройки структуры оксидного слоя, его уплотнения, а также снижения плотности зарядовых состояний от 1,5 до 4 раз к уменьшению тока утечки затвора от 3,3 до 7 раз, увеличению напряжения пробоя затвора в 1,05 раза, уменьшению сдвига порогового напряжения при термополевых испытаниях от 1,3 до 1,6 раза и к увеличению заряда пробоя на 9–13 %. Полученные результаты могут быть использованы на предприятиях микроэлектронной отрасли при изготовлении изделий электронной техники со структурами металл–оксид–полупроводник.