不同退火氛围对TiN/HfO₂/SiO₂/Si结构电荷分布的影响

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作   者：

徐永贵;  韩锴;  高建峰; 

作者机构：

中国科学院微电子研究所;  潍坊学院物理与光电工程学院; 

关键词：

电荷分布;  金属栅;  高k栅介质;  退火;  偶极子; 

期刊名称：

半导体技术

基金项目：

Ge基MOS器件迁移率的远程库伦散射机制的研究

i s s n：

1003-353X

年卷期：

2021 年 001 期

页   码：

64-69

摘   要：

热退火技术是集成电路制造过程中用来改善材料性能的重要手段.系统分析了两种不同的退火条件(氨气氛围和氧气氛围)对TiN/HfO2/SiO2/Si结构中电荷分布的影响,给出了不同退火条件下SiO2/Si和HfO2/SiO2界面的界面电荷密度、HfO2的体电荷密度以及HfO2/SiO2界面的界面偶极子的数值.研究结果表明,在氨气和氧气氛围中退火会使HfO2/SiO2界面的界面电荷密度减小、界面偶极子增加,而SiO2/Si界面的界面电荷密度几乎不受退火影响.最后研究了不同退火氛围对电容平带电压的影响,发现两种不同的退火条件都会导致TiN/HfO2/SiO2/Si电容结构平带电压的正向漂移,基于退火对其电荷分布的影响研究,此正向漂移主要来源于退火导致的HfO2/SiO2界面的界面偶极子的增加.