在不同氮化製程下奈米HK pMOSFET之閘極介電質均勻性分析研究

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Title:	在不同氮化製程下奈米HK pMOSFET之閘極介電質均勻性分析研究
Authors:	王木俊
Contributors:	電子系
Keywords:	金氧半場效電晶體、高介電係數、均勻性、氮化製程、閘極後製
Date:	2021-10
Issue Date:	2021-11-11 15:00:13 (UTC+8)
Abstract:	對於晶圓製造來說晶片上晶粒的均勻性是非常重要的一項標準，若晶片上的均勻性控制不佳將會攸關到IC產品的品質良率及最後的可靠性。在電晶體品質的環節中閘極氧化層的品質保證應是最重要的關鍵項之一。此計畫的研究是以28奈米高介電係數介電質與閘極金屬製程，搭配不同的氮氣濃度及不同氮化溫度解耦電漿退火，製作出閘極後製p型通道電晶體(pMOSFETs)，其中閘極氧化層是以氧化鉿/氧化鋯/氧化鉿，透過原子層沉積的方式製作出來，此計畫的核心主要目的為探討閘極氧化層均勻性及完整性，其對於元件電特性之影響。透過基本電性量測分析樣品，諸如：臨界電壓、次臨界擺幅、驅動電流等參數，並且以電感電容電阻量測儀(LCR Meter)量測電容電壓特性，分析閘極氧化層介面態位、等效氧化層厚度與平帶電壓等數值，藉此我們可以推測出高溫退火可能修補些許介電層缺陷，使漏電流路徑減少，在次臨界擺幅(SS)平均值上，應可表現較好。高濃度氮氣在電容-電壓(C-V)量測上，平均值與均勻性較低濃度好，但電特性表現上不比低濃度突出，推測應是高濃度氮氣使界面性能降低。如何在產品量產過程中，適時調整參數，使元件擁有良好的效能表現及良率，是身為工程師們必須了解的技能。
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