RCA对薄栅氧化物分解特性的影响

引言

我们华林科纳已经研究了RCA清洗顺序的几种变化对薄栅氧化物(200-250A)的氧化物电荷和界面陷阱密度的影响。表面电荷分析(SCA) xvil1用于评估氧化物生长后立即产生的电荷和陷阱。然后制造具有铝栅极的电容器，以通过在HP4145参数分析仪上的破坏性电场击穿测试来确定器件的介电强度，使用同时高频/低频系统从C-V测试中获得总氧化物电荷和界面陷阱密度。

介绍

水清洗工艺是去除污染物最常用的技术。这种去除对半导体工业至关重要，因为人们普遍认为集成电路制造中超过50%的产量损失是由微污染造成的。此外，留在表面上的金属会扩散到硅中，导致产量损失和/或可靠性问题。

无论污染物是特定的还是一般的，也无论污染物的来源是已知的还是已知的，成功去除污染物是清洁的本质。

二氧化硅和氧化物-硅界面的电子性质对器件的工作和长期可靠性有深远的影响。在大多数情况下，这些效应在器件设计和加工过程中已经考虑在内。

在已经使用的许多清洁溶液中。最普遍的是RCA溶液，它是过氧化氢

氧化物的完整性和可靠性对于金属氧化物半导体(MOS)超大规模集成(ULS)技术是非常重要的。MOS电容-电压(C)测量是监测自然生长氧化物中污染的最常用技术。C-V曲线的特征被用于提取氧化物的几种性质，包括总氧化物电荷(Qox)、dlld界面陷阱密度(D，I)。不幸的是，C-V测量技术需要额外的氧化后处理(这可能会引入污染)来制造电容器，因此会延迟对电容器的检测。

表面电荷的引入，

这是一种监测裸露氧化物覆盖的安全表面的电子性能的非破坏性方法。这种方法使用交流表面光电压(SPX\当光子能量大于半导体带隙的斩波光束入射到表面上时感应的交流光电流。图1显示了SCA2的示意图。

 

结果和讨论

图5和6所示的累积分布图说明了氧化物的场强。在任何一种情况下，有或没有钝化，很明显，当最后使用HPM溶液时，观察到最大的场击穿。

在SCA和C-V结果之间进行了关联。如图7中的示意图所示，仅最终漂洗(无HF)增加了氧化物电荷，而HF浸泡倾向于使氧化物摩尔中的电荷为正。

由于界面陷阱密度(Dit)的H2钝化，钝化晶片具有更负的氧化物电荷，因此减少了带正电荷的界面陷阱(Qi)

Keithley C-V系统和SCA测量之间观察到的减少是由于后续处理，即铝烧结，这有助于额外钝化Dir。

结论

已经使用设计的实验来确定具有HPM(氢氟酸)溶液的RCA清洗顺序最后在氧化物中产生最大的场强。一个可能的原因可能是由于表面上金属的减少，这将减少氧化物的变化。

随着APM溶液的最后和没有最终HF浸渍，氧化物的变化增加，而HF浸渍使电荷变得更正。这可能是因为在清洗过程中使用了锡来稳定过氧化氢。

审核编辑：符乾江