金属-SixNy-金属电容器的I-V特性和电气可靠性作为结合组合的函数
Tae-Min Choi1, Eun-Su Jung1, Jin-Uk Yoo1
1School of Integrative Engineering, Chung-Ang University, 84, Heukseok-ro, Dongjak-gu, Seoul 06974, Republic of Korea.
这项研究优化了化 (SixNy) 金属-绝缘体-金属 (MIM) 电容器. 较高的含量提高了电气性能,实现了超过20V的故障电压,可靠运行.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 半导体设备物理 半导体设备物理
背景情况:
- 金属绝缘体-金属 (MIM) 电容器是集成电路中的关键组件.
- 优化介电性质是提高电容器性能和可靠性的关键.
- 化 (SixNy) 是一种广泛使用的介电材料,但它的电特性在很大程度上取决于沉积条件.
研究的目的:
- 分析基于SixNy的MIM电容器的电气特性.
- 为了研究绝缘体厚度和沉积条件对电容性能的影响.
- 确定最佳的制造参数,以实现高断裂电压和低泄漏电流.
主要方法:
- 制造具有不同SixNy厚度 (650 Å,500 Å,400 Å) 的MIM电容器.
- 使用四种不同的条件 (MIM,NEWMIM,DAMANIT,NIT) 进行沉积,由气流和射频功率控制,影响含量.
- 通过电流-电压 (I-V) 测量进行电气表征,以评估泄漏电流和故障电压 (BV).
主要成果:
- 更高的含量,特别是在NEWMIM工艺中,显著提高了电气性能.
- 增加的N-H/Si-H比率有效地抑制了陷辅助的泄漏传导.
- 在NEWMIM和MIM条件下,实现了超过20V的故障电压,适合可靠运行.
- 优化的工艺使中密度SixNy基于MIM电容器 (2fF/μm2) 具有高的BV值.
结论:
- 沉积条件极大地影响MIM电容器中SixNy介电物的电气性能.
- NEWMIM 工艺为制造高性能 MIM 电容器提供了一个有前途的途径.
- 为未来集成可靠的,中密度的SixNy基于MIM电容器,提出了流程优化的框架.
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