Abstract
隨著超大型積體電路製作技術的日益進步，元件尺寸越來越小，高溫製程中雜質再次擴散的問題愈形嚴重，另一方面，在高溫矽鍺元件的應用上，高溫會顯著破壞矽鍺的張力層，降低電洞在其中的傳導速率。所以，低溫氧化技術的發展已迫在眉睫而成為近年來研究的主要課題。本實驗採用電子迴旋共振系統在室溫下用許多不同的條件試著長出高品質的超薄氧化層。藉由紅外線吸收頻譜的分析，我們發現長出來的氧化層，其物理結構十分近似高溫熱氧化法所得到的氧化層。藉由高頻電容電壓分析以及電流--崩潰電壓量測，可以分析出氧化層的電性，其有效氧化層電荷濃度可降至6.04 E11平方公分之一，平均崩潰電壓可達到7.667 MV/cm。在實驗中，我們發現系統中不同下方磁場之下，不但造成了不同的氧化速率，而且對氧化層的品質也有重大的影響，在底下的磁場為負時，氧的負離子偏向試片的中心，所以可得到較高的氧化速率及較好的品質。經過高溫回火處理，氧化層的崩潰電壓有很大的改進，但有效電荷濃度反而上升，這可能是因鍵結重新分布而有些較弱的鍵結承受不住高溫而斷裂之故。經由低溫下製成了矽及矽鍺P-型金氧半電晶體，我們證明了電子迴旋共振系統成長之超薄氧化層的可使用性，若能進一步改善氧化層的特性，則可得到更大的電流。