Abstract
在本論文中，採用兩階段快速氮化氧化層配合不同閘電極之電晶體來探討元件的初始特性及可靠度分析，並且藉由閘電極光罩設計來探討電漿蝕刻多晶矽、非晶矽閘電極所引發對元件損傷害之影響。氧化層經過900℃/15sec作第一階段氮化後再以850℃/15sec作第二階氮化處理後之元件，在電晶體之最大轉導退化、臨界電壓漂移量及電漿充電傷害皆可以有效地改善；並且對於短通道(Short channel)元件在經過熱電子應後，可明顯降低轉導退化及臨界電壓漂移量。 在閘電極方面，非晶矽閘電極元件的初始電特性較多晶矽閘電極元件差，而這主要是由於非晶矽閘電極元件在SiO2/Si界面有較多的界面陷阱密度所造成；但由於非晶矽薄膜有較明顯的體積收縮效應而能有效地減緩氧化層中的形變狀況，進而達到提昇元件的可靠度目的。此外，我們也發現非晶矽薄膜含有較多氫原子，因而對於臨界電壓的漂移量無法有明顯的改善，勢必配合兩階段氮化氧化層方式，藉由氮氮原子在閘電極與氧化層及氧化層與矽基板界面堆積，而能有效阻止氫原子擴散至氧化層中，而能有效地改善非晶矽薄膜含有較多氫原子的缺點。