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研究生:童韻樺
論文名稱:原子層化學氣相沉積HfO2氧化薄膜於矽晶表面鈍化特性研究
論文名稱(外文):Silicon Surface Passivation with ALCVD HfO2 Dielectric Thin Film
指導教授:甘炯耀
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:48
中文關鍵詞:表面鈍化原子層沉積電容
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本論文利用原子沉積技術在n型矽基板鍍製HfO2薄膜,經不同氣氛下(氬氣、forming gas、氧氣)退火處理後,利用黃光製程定義電極圖形,再鍍覆鋁電極製作成MOS結構。接著進行高頻訊號的電容電壓量測以及低頻準穩態電容量測。研究高低頻電容電壓曲線不相符的原因並予以校正,最後,利用電容電壓曲線,計算介面能態密度與氧化層固定電荷等資訊,研究結果顯示氧化層固定電荷經退火過後由正電轉為負電,而介面能態密度約減為未退火試片的1/3。同時利用PCD方法量測載子生命週期,但電容電壓量測和PCD兩者結果並未符合。
目錄
第 1 章 前言與研究動機 1
第 2 章 文獻回顧 3
2.1 Atomic Layer Deposition 3
2.2 Surface Passivation 5
2.2.1載子復合機制 5
2.2.2表面鈍化原理 6
2.3 MOS C-V Data Analysis 8
2.3.1 簡介 8
2.3.2 MOS中的電荷及電容 10
2.3.3 氧化層固定電荷 12
2.3.4 介面捕捉能態 12
2.3.5 CV量測偏離因子 15
第 3 章 實驗方法及流程 26
3.1 MOS之製備 26
3.1.1基板準備 26
3.1.2氧化層製備 26
3.1.3退火處理 26
3.1.4鍍製上電極 26
3.2元件電性量測 27
3.2.1高頻電容-電壓-電導量測 27
3.2.2準穩態電容量測 27
第 4 章 實驗結果及討論 30
4.1實驗結果 30
4.1.1電容電壓曲線 30
4.1.2 氧化薄膜厚度 30
4.2 電容電壓曲線校正 31
4.3電容電壓曲線分析 32
4.3.1 氧化層介電常數 32
4.3.2氧化層固定電荷 33
4.3.3表面電位 35
4.3.4介面能態密度 36
4.3.5有效載子生命週期 37
第 5 章 結論 47
第 6 章 參考文獻 48


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[14] K.S.K Kwa et al, A model for capacitance reconstruction from measured lossy MOS capacitance–voltage characteristics, Semicond. Sci. Technol. 18.82-87, 2003.

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