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04/04/2022

No.0593 ウェットエッチングを併用した水銀プローブC-V測定による絶縁膜中の電荷分布解析

半導体デバイスにおいて、絶縁膜や絶縁膜/半導体界面に電荷または電荷をトラップするサイトが存在すると、絶縁特性や信頼性の低下、しきい値電圧のシフトなど、電荷の種類に応じた電気特性劣化が起きる。そのため、絶縁膜中の電荷種や量を把握し制御する必要がある。以下で、Si基板上のSiO2膜に対して、ウェットエッチングとC-V測定を繰り返すことでSiO2膜中の電荷分布を詳しく調べた事例を紹介する。

P02321.pdf
分析手法
　

　
　試料
　‣ 熱酸化SiO2膜/Si基板(以後、Thermal)
　‣ プラズマ酸化TEOS-SiO2膜/Si基板(以後、P-TEOS)
　
　　　　　　　　※TEOS: Tetra ethoxy silane		酸化膜中電荷分布とフラットバンド電圧（VFB）の関係 1
1. S. M. Sze, Semiconductor Devices: Physics and Technology,
   2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc., Chapter 6, (2002).

水銀プローブによるC-V測定結果

　　　　　Thermal　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　P-TEOS

　
　　　　　　　　　　　　　薄膜化によるVFBの正方向シフト ⇒ 酸化膜中電荷の分布を反映

フラットバンド電圧の膜厚依存性


Qox : 直線の傾きから算出した電荷面密度

カテゴリー

半導体・実装

分類

LSI・IC・メモリ, パワーデバイス・ディスクリートデバイス
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