注氮工艺对SOI材料抗辐照性能的影响JournalofSemiconductors.PDF

第 26 卷 　第 6 期 半 　导 　体 　学 　报 Vol . 26 　No . 6 2005 年 6 月 C H IN ESE J OU RNAL O F SEM ICONDU C TOR S J une ,2005 注氮工艺对 SOI 材料抗辐照性能的影响 1 1 1 1 2 2 2 2 张恩霞 　钱 　聪 　张正选 　王 　曦 　张国强 　李 　宁 　郑中山 　刘忠立 ( 1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 , 上海 　200050) (2 中国科学院半导体研究所 , 北京 　100083) 摘要 : 分别采用一步和分步注入的工艺制备了氧氮共注形成 SO I ( SIMON) 材料 ,并对退火后的材料进行了二次离 ( ) 子质谱 SIM S 分析 ,结果发现退火之后氮原子大多数聚集在 SiO / Si 界面处. 为了分析材料的抗辐照加固效果 ,分 2 别在不同方法制作的 SIMON 材料上制作了 nMO S 场效应晶体管 ,并测试了晶体管辐射前后的转移特性. 实验结 果表明 ,注氮工艺对 SO I 材料的抗辐照性能有显著的影响. 关键词 : 氧氮共注 ; SIMON ; SO I ; 离子注入 PACC : 6 170 T ; 8140R ; 7340R 中图分类号 : TN 386 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 02534 177 (2005) 文主要是采用不同的工艺在 SIMOX 材料中注入了 1 　引言 N 离子 , 并在 SIMOX 和 SIMON 材料上均制作了 nMO S 场效应晶体管 ,并研究了注氮工艺对器件抗 SO I ( silicon on in sulator ) 技术具有诸多优点 , 总剂量辐射性能的影响. 如高运转速度 、低功耗 、全隔离 、优越的抗剂量率辐 射以及优良的抗单粒子效应等 ,使得 SO I 技术在各 2 　实验 个研究领域受到青睐. 然而 SO I 材料在抗总剂量方 面 ,与体硅相比并没有优势 , 因此如何提高 SO I 器 实验所用的初始材料是 p 型〈100 〉, 100mm ,CZ 件的抗总剂量性能成为 目前研究的焦点. L ee 等人 硅圆片 , 电阻率为 10～20Ω ·cm . 在此基础上 ,分别 在热氧化 SiO2 上沉积氮化硅薄膜[ 1 ] ,而后制作出的 采用一步退火 、两步退火的工艺制备了 SIMON 圆 MN O S ( met alnit rideo xidesemiconductor ) 电容具 片 ,具体工艺参数如表 1 所示. 其中样品 G 是 SI 有优良的抗总剂量辐照能力. 受此启发我们曾采用 MOX 对比样品. 为了研究材料的结构特征 ,采用二 氮氧离子共注入的方法制备多埋层 SIMON ( sep a 次离子质谱分析( SIM S) 的方法研究了N ,O 元素在 ration by imp lant atio n of o xygen and nit ro gen ) 材