引言
栅极氧化物是MOSFET最重要的特征之一。例如，图1a显示了多年来对DRAM产品的需求是如何变化的；PC DRAM 出货量一直在下降。然而，过去几年服务器 DRAM 出货量持续增长，到 2020 年占全球 DRAM 出货量的 33%，高于2005年的11%。为了数据中心的长期维护，需要制造一种有别于现有产品的十年以上高耐久度的芯片。此外，随着开发的进展，必须降低驱动电压以根据增加的密度和频率来降低热量和功耗。（）（设备）（设备）（）（晶圆清洗设备制造厂家）（晶圆清洗设备制造）（）
图1 ( a ) DRAM 市场需求的变化，( b ) DRAM 工作电压历史，以及 ( c ) 两种电荷之间的电场方程。
实验
首先，使用原子层沉积(ALD)在硅衬底上沉积60 Å厚的氧化层（图2a）。此后，通过浸没在1:30 HF: DI水中40秒，去除60 Å的初始氧化物厚度（图2b)。初始 ALD沉积的SiO2已用作牺牲层以保护Si免受各种工艺（例如注入和蚀刻）的影响。此外，通过使用稀释的HF(DHF) 1:200 HF: DI水去除天然氧化物85秒，然后用去离子水(DIW)冲洗（图2c）。（）（）（兆声清洗设备）
图2 TFT 工艺结构：( a )通过ALD在硅上沉积SiO 2 ( b )通过HF清洗去除SiO 2 ( c )通过清洗工艺去除原生氧化物( d )通过立式炉生长栅极氧化物在硅上。
结果和讨论
图3a显示了通过X射线光电子能谱（XPS，Thermo Fisher Scientific，ESCALAB 250，Seoul，Korea）分析的碳碳键合光谱。似乎随着IPA浓度的增加，留在硅界面上的碳颗粒数量增加了。预计界面处剩余的碳颗粒在随后的氧化物生长过程中充当导电陷阱。图3b 显示了击穿电压的威布尔分布曲线。对击穿电压收集的实验值进行威布尔统计分析。（江苏科技有限公司）（湿法刻蚀设备）（晶圆清洗设备）
图3。击穿电压的(a) XPS谱和(b)威布尔分布曲线。
为了验证长期可靠性，我们进行了时间相关的电介质击穿 (TDDB) 测试。在衬底和源极接地的状态下，我们以三秒的间隔向漏极施加−0.5 V，向栅极施加5V作为步进脉冲，以确认在高于工作电压的重复电压应力下的氧化物退化。之后，测量电流并计算IPP电流超过 500 µA的设备数量。氧化物击穿的样品往往会超出正常的IPP电流范围（300至480）µA。此外，电流超过500µA，因此选择了限制。我们为每个实验使用超过10,000个样本重复测试。图4描述IPA浓度（线）和 TDDB 故障率（条）。随着IPA 浓度的增加，TDDB故障率也增加。发现湿法清洁工艺后IPA 的干燥量会影响栅极氧化物的质量。（KOH腐殖清洗机）（）（RCA清洁设备）（马来西亚戈尼干炎装备）
图4. TDDB失效和IPA浓度。
主要从事设备，晶圆清洁设备，RCA清洗机，KOH腐殖清洗机等设备的设计、生产和维护，联系人吴经理，联系电话18014374656（微信同号）