Abstract
本研究主要探討金氧半元件抗熱電子與抗輻射特性之優劣，內容主要分為三大部分。首先以非晶矽閘極結合一氧化二氮成長氧化層改善金氧半元件之抗性：利用非晶矽閘電極層高溫熱處理後體積收縮的特性，改變氧化層造成二氧化矽矽界面的應力，及一氧化二氮成長氧化層界面結合氮增強元件抗性的特性使元件由熱電子與輻射所導致的界面傷害降低減少界面陷阱的產生。接著探討影響金氧半元件抗性的因素由氧化層厚度、閘電極面積及閘電極摻雜等三項，分別探討其對抗性的影響。氧化層便薄後，由於閘電極層、二氧化矽界面 Weak spot region 的效應，使元件抗熱電子特性變差。氧化層厚度更薄時，由於電子能直接穿透，對界面以及氧化層的破壞程度降低使 QBD 值增加，元件抗性提昇。閘電極面積變小時，在抗熱電子與抗輻射特性上均有優越的表現，尤其在最小面積時，抗熱電子特性的改善最多，使元件更適合 ULSI 的應用。不當的閘極摻雜條件，可能會造成元件抗性的衰減，所以關於閘電極層 POCl3 摻雜沈積、趨入的的條件，選擇適當的溫度與時間，對元件抗性的改善來說顯的非常重要。最後是金氧半元件抗性優劣的機制研究：由輻射效應的 Gate areadepedence 得到結果，顯示非晶矽閘極元件及多晶矽閘極元件經高溫退火處理，兩者界面應力降低，在大面積時能改善元件的輻射抗性。高溫再氧化處理雖然不一定能改善元件的抗性，但可能與氫原子濃度、體積收縮的程度有關。最後比較元件初始特性的差異。