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氮氟复合注入对注氧隔离SOI材料埋氧层内固定正电荷密度的影响

张百强 郑中山 于芳 宁瑾 唐海马 杨志安

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氮氟复合注入对注氧隔离SOI材料埋氧层内固定正电荷密度的影响

张百强, 郑中山, 于芳, 宁瑾, 唐海马, 杨志安

Effect of co-implantation of nitrogen and fluorine on the fixed positive charge density of the buried oxide layer in SIMOX SOI materials

Zhang Bai-Qiang, Zheng Zhong-Shan, Yu Fang, Ning Jin, Tang Hai-Ma, Yang Zhi-An
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  • 为了抑制埋层注氮导致的埋层内正电荷密度的上升, 本文采用氮氟复合注入方式, 向先行注氮的埋层进行了注氮之后的氟离子注入, 并经适当的退火, 对埋层进行改性. 利用高频电容-电压 (C-V) 表征技术, 对复合注入后的埋层进行了正电荷密度的表征. 结果表明, 在大多数情况下, 氮氟复合注入能够有效地降低注氮埋层内的正电荷密度, 且其降低的程度与注氮后的退火时间密切相关. 分析认为, 注氟导致注氮埋层内的正电荷密度降低的原因是在埋层中引入了与氟相关的电子陷阱. 另外, 实验还观察到, 在个别情况下, 氮氟复合注入引起了埋层内正电荷密度的进一步上升. 结合测量结果, 讨论分析了该现象产生的原因.
    Nitrogen ions implanted into the buried oxide layer can increase the total dose radiation hardness of silicon on insulator (SOI) materials. However, the obvious increase in positive charge density in the buried layer with high dose of nitrogen implantation leads to a negative effect on the technology of nitrogen implantation into buried oxide. In order to suppress the increase in positive charge density in the nitrogen-implanted buried layer, co-implantation of nitrogen and fluorine is used to implant fluorine into the nitrogen-implanted buried layer. High-frequency voltage-capacitance (C-V) technique is used to characterize the positive charge density in the buried layer. Results show that, in most cases, using the co-implantation of nitrogen and fluorine can significantly reduce the positive charge density in the nitrogen-implanted buried layer. At the same time, it is also found that further increase of the positive charge density induced by fluorine implantation in the nitrogen-implanted buried layer can occur in particular cases. It is proposed that the decrease in the positive charge density in the fluorine and nitrogen-implanted buried layer is due to the introduction of electron traps into the buried layer through fluorine implantation.
    [1]

    Mikawa R E, Ackerman M R 1987 IEEE Trans. Nucl. Sci. 34 1698

    [2]

    Musseau O, Leray J L, Ferlet-Cavrois V 1994 IEEE Trans. Nucl. Sci. 41 607

    [3]

    Schwank J R, Shaneyfelt M R, Dodd P E, Ferlet-Cavrois V, Loemker R A, Winokur P S, Fleetwood D M, Paillet P, Leray J L, Draper B L, Witczak S C, Riewe L C 2000 IEEE Trans. Nucl. Sci. 47 2175

    [4]

    Mayer D C 1990 IEEE Trans. Electron. Dev. 37 1280

    [5]

    Yang H, Zhang E X, Zhang Z X 2007 Chin. J. Semi 28 323

    [6]

    Wu A M, Chen J, Zhang E X, Wang X, Zhang Z X 2008 Semicond. Sci. Technol. 23 015015

    [7]

    Zhang S, Zhang Z X, Bi D W, Chen M, Tian H, Yu W J, Wang R, Liu Z L 2009 J. Semicond. 30 093002

    [8]

    Bi D W, Zhang Z X, Zhang S, Chen M, Yu W J, Wang R, Tian H, Liu Z L 2009 Chin. Phys. C 33 866

    [9]

    Zhang E X, Sun J Y, Chen J, Zhang Z X, Wang X 2005 J. Elec. Mat. 34 L53

    [10]

    Zheng Z S, Liu Z L, Yu F, Li N 2012 Chin. Phys. B 21 106106

    [11]

    Tang H M, Zheng Z S, Zhang E X, Yu F 2011 Acta Phys. Sin. 60 056104 (in Chinese) [唐海马, 郑中山, 张恩霞, 于芳 2011 物理学报 60 056104]

    [12]

    Satinder K S, Prasad B, Kumar D, Kumar R 2009 Vacuum 83 1359

    [13]

    Lelis A J, Oldham T R, Boesch H E, Jr McLean F B 1989 IEEE Trans. Nucl. Sci. 36 1808

    [14]

    Pantelides S T, Lu Z Y, Nicklaw C, Bakos T, Rashkeev S N, Fleetwood D M, Schrimpf R D 2008 Journal of Non-Crystalline Solids 354 217

  • [1]

    Mikawa R E, Ackerman M R 1987 IEEE Trans. Nucl. Sci. 34 1698

    [2]

    Musseau O, Leray J L, Ferlet-Cavrois V 1994 IEEE Trans. Nucl. Sci. 41 607

    [3]

    Schwank J R, Shaneyfelt M R, Dodd P E, Ferlet-Cavrois V, Loemker R A, Winokur P S, Fleetwood D M, Paillet P, Leray J L, Draper B L, Witczak S C, Riewe L C 2000 IEEE Trans. Nucl. Sci. 47 2175

    [4]

    Mayer D C 1990 IEEE Trans. Electron. Dev. 37 1280

    [5]

    Yang H, Zhang E X, Zhang Z X 2007 Chin. J. Semi 28 323

    [6]

    Wu A M, Chen J, Zhang E X, Wang X, Zhang Z X 2008 Semicond. Sci. Technol. 23 015015

    [7]

    Zhang S, Zhang Z X, Bi D W, Chen M, Tian H, Yu W J, Wang R, Liu Z L 2009 J. Semicond. 30 093002

    [8]

    Bi D W, Zhang Z X, Zhang S, Chen M, Yu W J, Wang R, Tian H, Liu Z L 2009 Chin. Phys. C 33 866

    [9]

    Zhang E X, Sun J Y, Chen J, Zhang Z X, Wang X 2005 J. Elec. Mat. 34 L53

    [10]

    Zheng Z S, Liu Z L, Yu F, Li N 2012 Chin. Phys. B 21 106106

    [11]

    Tang H M, Zheng Z S, Zhang E X, Yu F 2011 Acta Phys. Sin. 60 056104 (in Chinese) [唐海马, 郑中山, 张恩霞, 于芳 2011 物理学报 60 056104]

    [12]

    Satinder K S, Prasad B, Kumar D, Kumar R 2009 Vacuum 83 1359

    [13]

    Lelis A J, Oldham T R, Boesch H E, Jr McLean F B 1989 IEEE Trans. Nucl. Sci. 36 1808

    [14]

    Pantelides S T, Lu Z Y, Nicklaw C, Bakos T, Rashkeev S N, Fleetwood D M, Schrimpf R D 2008 Journal of Non-Crystalline Solids 354 217

  • [1] 贾欣, 刘强, 母志强, 周虹阳, 俞文杰. 空腔嵌入绝缘体上硅衬底制备技术. 物理学报, 2023, 72(12): 127302. doi: 10.7498/aps.72.20230198
    [2] 张艳文, 郭刚, 肖舒颜, 殷倩, 杨新宇. 中能质子注量率测量. 物理学报, 2022, 71(1): 012902. doi: 10.7498/aps.71.20211561
    [3] 高占占, 侯鹏飞, 郭红霞, 李波, 宋宏甲, 王金斌, 钟向丽. 选择性埋氧层上硅器件的单粒子瞬态响应的温度相关性. 物理学报, 2019, 68(4): 048501. doi: 10.7498/aps.68.20191932
    [4] 李杰, 高进, 万发荣. 电子束辐照下的注氘铝的结构变化. 物理学报, 2016, 65(2): 026102. doi: 10.7498/aps.65.026102
    [5] 陈钢进, 饶成平, 肖慧明, 黄华, 赵延海. 界面极化注极聚丙烯薄膜驻极体的电荷存储特性研究. 物理学报, 2015, 64(23): 237702. doi: 10.7498/aps.64.237702
    [6] 张小锋, 阮存军, 罗积润, 阮望, 赵鼎. 带状注速调管注波互作用及其计算程序的研究. 物理学报, 2011, 60(6): 068402. doi: 10.7498/aps.60.068402
    [7] 唐海马, 郑中山, 张恩霞, 于芳, 李宁, 王宁娟, 李国花, 马红芝. 高剂量注氮对注氧隔离硅材料埋氧层中正电荷密度的影响. 物理学报, 2011, 60(5): 056104. doi: 10.7498/aps.60.056104
    [8] 钟国强, 胡立群, 朱玉宝, 林士耀, 陈珏铨, 许平, 段艳敏, 卢洪伟. HT-7上氘等离子体放电时中子注量的测量与分析. 物理学报, 2009, 58(5): 3262-3267. doi: 10.7498/aps.58.3262
    [9] 李 琦, 张 波, 李肇基. 双面阶梯埋氧层部分SOI高压器件新结构. 物理学报, 2008, 57(10): 6565-6570. doi: 10.7498/aps.57.6565
    [10] 郑中山, 张恩霞, 刘忠立, 张正选, 李 宁, 李国花. SIMOX SOI埋氧注氮工艺对埋氧中固定正电荷密度的影响. 物理学报, 2007, 56(9): 5446-5451. doi: 10.7498/aps.56.5446
    [11] 武连文, 程乾生. 关于动力学互相关因子指数的注记. 物理学报, 2005, 54(7): 3027-3028. doi: 10.7498/aps.54.3027
    [12] 郑中山, 刘忠立, 张国强, 李 宁, 范 楷, 张恩霞, 易万兵, 陈 猛, 王 曦. 埋氧层注氮工艺对部分耗尽SOI nMOSFET特性的影响. 物理学报, 2005, 54(1): 348-353. doi: 10.7498/aps.54.348
    [13] 田人和, 张孝吉, 吴瑜光, 张荟星. 自离子辐照对兆伏注P+硅中二次缺陷的影响. 物理学报, 1998, 47(6): 952-959. doi: 10.7498/aps.47.952
    [14] 吴坚强, 刘盛纲. 含等离子体柱的介质慢波波导中的注波互作用分析. 物理学报, 1997, 46(10): 1946-1952. doi: 10.7498/aps.46.1946
    [15] 陈开茅, 金泗轩, 贾勇强, 邱素娟, 吕云安, 何梅芬, 刘鸿飞. 注氮GaAs中的深能级及其对自由载流子的补偿. 物理学报, 1996, 45(3): 491-498. doi: 10.7498/aps.45.491
    [16] 陈开茅, 金泗轩, 邱素娟. 少子陷阱特性和铍硅共注半绝缘GaAs空穴陷阱. 物理学报, 1994, 43(8): 1352-1359. doi: 10.7498/aps.43.1352
    [17] 邱素娟, 陈开茅, 武兰青. 注硅半绝缘GaAs的深能级. 物理学报, 1993, 42(8): 1304-1310. doi: 10.7498/aps.42.1304
    [18] 孔繁梅, 罗马, 韩涛, 温暖. 用喷注电荷截面方法考察胶子信息. 物理学报, 1986, 35(2): 152-160. doi: 10.7498/aps.35.152
    [19] 杜东生, 杨新娥, 罗马. 喷注电荷截面方法. 物理学报, 1986, 35(2): 141-151. doi: 10.7498/aps.35.141
    [20] 马大猷, 李沛滋, 戴根华, 王宏玉. 湍流喷注噪声的压力关系. 物理学报, 1978, 27(2): 121-125. doi: 10.7498/aps.27.121
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-11
  • 修回日期:  2013-02-21
  • 刊出日期:  2013-06-05

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