Abstract
鑑於元件閘極氧化層的日益變薄，使得閘極氧化層的可靠性與完整性受到極大的挑戰，而在製程引發元件傷害(Process-induced Damage)影響氧化層可靠性中，以電漿蝕刻所造成的充電效應與金屬雜質對薄閘極氧化層的影響最為嚴重。 隨著閘極氧化層的變薄，電漿金屬蝕刻之充電效應就成為了可靠性主要的議題，天線比例越大其受損傷的機會也越大，造成熱載子可靠性與低頻雜訊特性有明顯的退化，並發現電漿蝕刻金屬中確實有不均勻性現象存在。另外以快速熱處理通入N2O氣體氮化閘極氧化層製程的方式，對於熱載子與充電效應有較佳的抗性為較佳的閘氧化層選擇。並且應用適當的UV退火可以回復充電效應所造成的損傷。在本論文中使用具有天線結構的電晶體元件，利用熱載子應力，低頻雜訊與電荷汲取技術，來探討MOSFET元件充電效應引發薄氧化層損害的相關性。 當深次微米元件趨向複雜化與縮小化，對於薄氧化層的要求也越趨嚴格，使得元件的可靠性與耐久性更加受到考驗，金屬微量雜質對薄氧化層可靠性的影響更是不可忽視。不同種類與程度的金屬雜質導致薄閘極氧化層崩潰與退化是明顯可見的，鐵與鎳金屬雜質在高濃度的時候會使得薄氧化層的特性嚴重惡化。鈣金屬雜質使得崩潰電荷的衰減並且使漏電流與電應力引發漏電流的大量增加，另外銅金屬雜質會造成較多的中間能隙陷阱密度。而鋅金屬雜質對於元件的平帶電壓有較大的影響。在本論文中將研究薄閘極氧化層元件之微量金屬對薄氧化層之影響，藉以提升元件之可靠性與良率。