不定復(fù)空間形式的極小Lagrangian子流形.pdf

1、目錄摘要.0..…。..…。。..……，…。.，，.…。，，.…，，.....……，二，，…，1Abstract……，..…，……，...……，…，，…，，.，……2前言……‘……‘……第一章CMOS集成電路柵氧化層發(fā)展的歷史及挑戰(zhàn)……5第一節(jié)集成電路發(fā)展的歷史及趨勢……51.1.1什么是集成電路……”二””””.51.1.2集成電路的分類……，……1.1.3集成電路發(fā)展的歷史……61.1.4CMOS集成電路發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)……10第二

2、節(jié)CM0s集成電路柵氧化層發(fā)展的歷史及挑戰(zhàn)?！?11.2.1CMOS集成電路柵氧化層發(fā)展的歷史……H1.2.2柵氧化工藝在深亞微米器件中所面臨的挑戰(zhàn)……11.2.3摻氮柵氧化硅在CMOS集成電路應(yīng)用中所面臨的難題……3第二章CMOS器件的1f噪聲.……15第一節(jié)噪聲產(chǎn)生的原理……巧2.1.1噪聲的定義……‘……’‘二”’152.1.2噪聲的統(tǒng)計特性……’……”””‘巧2.1.3噪聲的分類……5第二節(jié)CMOS器件的1f噪聲模型……182

3、.2.1CMOS器件中1f噪聲產(chǎn)生的原理……182.2.2CMOS器件的1f噪聲模型……19第三節(jié)CMOS工藝對器件1f噪聲的影響……20第三章柵氧化工藝對CMOS器件lf噪聲的影響……3第一節(jié)Si一5102的界面特性……23第二節(jié)柵氧化工藝對Si一5102界面特性的影響……24第三節(jié)Si一5102界面特性對CMOS器件1f噪聲特性的影響……6第四章。.13林mCMOS摻氮柵氧化工藝的改進(jìn)及其在線監(jiān)控……8第一節(jié)常規(guī)0.13陽CMOS摻

4、氮柵氧化工藝的局限性……28第二節(jié)0.13陽CMOS摻氮柵氧化工藝改進(jìn)的可行性評估……29第三節(jié)0.13陽CM0s摻氮柵氧化工藝改進(jìn)的實驗設(shè)計……29第四節(jié)0.13陽CMOS摻氮柵氧化工藝改進(jìn)實驗的在線監(jiān)控……30摘要當(dāng)CMOS工藝發(fā)展到深亞微米階段，傳統(tǒng)的二氧化硅柵氧介質(zhì)己經(jīng)接近其物理極限。為減少柵氧化層的隧穿電流，提高其對硼的阻擋能力，勢必要引入新的柵介質(zhì)材料。在0.巧陽至0.065助的CMOS工藝中，通常的做法是在氧化層中摻氮。氮

5、的摻入會提高柵介質(zhì)的介電常數(shù)，緩解短溝器件對柵氧化層減薄的依賴，降低柵介質(zhì)的隧穿電流，提高其對硼的阻擋能力。但是，傳統(tǒng)的摻氮方法是在熱氧化后通過高溫氮化退火實現(xiàn)，氮摻雜在51一5102界面。由于氮在界面的引入改變了界面附近的晶格結(jié)構(gòu)，使CMOS器件某些性能出現(xiàn)退化，其中特別值得注意的是，氮在界面的摻雜降低了器件的某些可靠性，增加了器件的1f噪聲(fliCkern。ise，也叫閃爍噪聲)，這對低頻應(yīng)用的模擬器件尤其不利。通常認(rèn)為CMOS器

6、件的1f噪聲來自溝道中載流子密度或遷移率的不規(guī)則變化，前者取決于51一5102界面態(tài)密度及其在禁帶能級中的位置，后者則由載流子與聲子群的散射決定。本文探討了不同氮化及退火條件生成的摻氮氧化硅柵介質(zhì)對0.13協(xié)mCMOS器件1f噪聲特性的影響。通過在線測試摻氮氧化層界面陷阱密度、氧化層總電荷、氧化層可移動電荷、氮濃度及其分布等，分析氮在氧化層中的摻雜分布對氧化層特性及作為柵介質(zhì)時對CMOS器件1f噪聲特性的影響。在線監(jiān)控表明，氮在51一5

7、102界面的摻雜增加了氧化層的總電荷，在相同的退火條件下，氮的摻雜濃度越高，或其分布越靠近界面，則氧化層總電荷越高。而CMOS器件的1f噪聲測試結(jié)果表明，氮在51一5102界面的摻雜是0.13pm摻氮氧化硅柵介質(zhì)CMOS器件1f噪聲特性惡化的主要原因。其機理可能是氮在界面的引入使51一N鍵替代了扭曲的51一O鍵，釋放了過渡氧化層的應(yīng)力，改變了界面附近的硅襯底的晶格結(jié)構(gòu)，增強了載流子與由晶格結(jié)構(gòu)決定的聲子群的散射，導(dǎo)致CMOS器件的lf噪

8、聲惡化。通過先氮化后氧化等方法，可將氮摻雜由51一5102界面提升到5102表面附近，降低氮摻雜對51一5102界面應(yīng)力的影響，該方法將0.13協(xié)mCMOS器件的1f噪聲降低了14一ZOdB。在進(jìn)行CMOS摻氮柵氧化工藝開發(fā)時，可設(shè)計不同的摻氮工藝條件，通過在線監(jiān)控氧化層總電荷的方法，選擇較優(yōu)的柵氧化工藝來降低器件的1f噪聲，縮短工藝開發(fā)周期和成本。關(guān)鍵詞:柵氧化層、摻氮柵氧化硅，1f噪聲，柵氧化工藝，在線監(jiān)控中圖分類號:TN4微電子學(xué)