Abstract
本研究中主要內容為採用非晶矽（amorphous-Si,α-Si）作為閘極材料，與閘極氮氧化層（Oxynitride）的應用與傳統製程作一比較。比較的方面包括熱電子（hot electron）的入射、崩潰電場(Ebd)、平帶電壓偏移(flat-band voltage shift)與抑制銅（Copper）與硼(Boron)兩種雜質穿透的能力等，其中可以發現以多次性氮化後的氮氧化層，氮在氧化層中的高含量與較健全的結構，對於抑制經熱電子與雜質穿透後的平帶電壓偏移與氧化層TZBD衰退特性有明顯的改善效果。但另一方面，氮在氧化層bulk中較高的含量卻也使得元件的初始特性較純氧製程為差，本研究中則對其優缺點作一比較。 在非晶矽與多晶矽的比較中，非晶矽對於緩和元件應力在TZDB的特性較多晶矽元件有明顯改善效果，另外，在對抑制銅雜質穿透的特性方面，在較低溫（350℃）退火下，非晶矽較長的邊界長度（grain boundary）能夠有效的將銅雜質陷於閘極中而減低對介電層的傷害，也是非晶矽優良的特性之一。除此之外，非晶矽較鬆散的結構中容易寄生氫原子的機制，使得元件經stress後具有最大的平帶電壓偏移及較嚴重的閘極空乏效應卻有也使得非晶矽元件在這方面有較多晶矽低的效能，其優缺點則在第三章中有一詳細的比較。