SONOS型高介電感測元件作游離輻射劑量計之研究

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Title:	SONOS型高介電感測元件作游離輻射劑量計之研究
Authors:	謝文靚
Contributors:	光電系統工程系
Keywords:	SONOS、電容、輻射偵測器
Date:	2013-12-31
Issue Date:	2014-01-13 10:07:18 (UTC+8)
Abstract:	跟傳統的偵測器比較，半導體劑量計有高靈敏度，尺寸小，重量輕和線性測量的輸出特性。但是以半導體技術製作的典型GAMMA輻射偵測器-金屬氧化矽半導體，被儲存的劑量數據在高溫下容易揮發。在本計畫的閘介電層攙雜質N2之SONOS電容元件因輻射作用而產生的電荷可被長久儲存在攙雜質N2之SONOS電容元件內而不揮發，同時電荷也可被累積儲存在攙雜質N2之SONOS電容元件內長久而不揮發。攙雜質N2之SONOS電容元件內被累積儲存的電荷量與入射輻射劑量成正比。在實驗的部分，將利用熱氧化(thermal oxidation)製程與低壓化學氣相沉積法(LPCVD)製程與熱成長(HTO) 製程; 成長閘介電質＂O-N-O＂ ,依序為:1. Tunneling Layer~ SiO2 50Å “ O(50A)＂, 2. 攙雜質N2 Storage Layer~200Å Si3N4 “SiN(200)＂, 3. Block Layer 100Å TEOS “TEOS (100)＂的SONOS. 在本計畫的閘介電層攙雜質N2之SONOS電容元件因輻射作用而產生的電荷可被長久儲存在攙雜質N2之SONOS電容元件內而不揮發，同時電荷也可被累積儲存在攙雜質N2之SONOS電容元件內長久而不揮發。攙雜質N2之SONOS電容元件內被累積儲存的電荷量與入射輻射劑量成正比。本計畫利用熱成長與低壓化學氣相沉積成長了攙雜質N2之SONOS電容元件結構;結果可看出各電容元件照射輻射不同劑量之後，CV曲線明顯平移，由CV曲線平移反推可知與劑量呈現正比關係，而表示攙雜質N2之SONOS電容元件閘極介電質層的正缺陷電荷數量增加改變，使攙雜質N2之SONOS電容元件的Vt值變小，且不同結構吸收了同劑量輻射後CV曲線平移改變的量也不同，所以攙雜質N2之SONOS電容元件可用於γ射線劑量計且寫入γ-ray之後的Vt改變和γ-ray曝光的劑量是正比的關聯，因此本篇論文證明攙雜質N2之SONOS電容元件可用於γ射線劑量計的可能性
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