Влияние импульсной фотонной обработки в среде азота на надёжность подзатворного оксида кремния, полученного пирогенным окислением

Abstract

Надёжность подзатворного диэлектрика является ключевым фактором его применения в электронной компонентной базе современных устройств электроники. Время наработки на отказ слоёв оксида кремния зависит от плотности дефектов, обусловленных наличием гидроксильных групп и водорода в его объёме, и оборванных связей кремния на границе раздела с оксидом. Целью данной работы являлось изучение влияния импульсной фотонной обработки в среде азота на надёжность подзатворного оксида кремния, полученного методом пирогенного окисления. Слои оксида кремния толщиной 17,7 нм получали методом пирогенного окисления подложек монокристаллического кремния, легированных бором с удельным сопротивлением 12 Ом∙см диаметром 100 мм с ориентацией (100) при температуре 850 °С в течение 40 мин. Импульсную фотонную обработку выполняли путём нагрева в азотной среде до 1150 ℃ за 7 с некогерентным потоком излучения от кварцевых галогенных ламп, направленным на нерабочую сторону подложки. Время наработки диэлектрических слоёв на отказ определяли методом ускоренных испытаний с применением тестовых МОП-конденсаторов. Показано, что импульсная фотонная обработка пирогенного оксида в среде азота приводит за счёт уплотнения оксида кремния и образования связей Si–N к увеличению времени наработки на отказ в 2,45 раза, что на 29,8 % больше, чем при обработке в естественных атмосферных условиях.