硅基半导体中sio-%2c2-%2fsi界面行为的正电子湮没谱研究

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1、广西太掌硕士学位论文硅基半导体中S102，S；嚣面行为的正镊子湮没谱研究硅基半导体中Si02恁i器面行为的正电子瀵没谱磅究摘要在囊今的徽电子工业中，二氧{芝硅癌子其有善良好麓霹制造’陵、极好热稳定性、抗湿性两成先晶体管中的栅极电余质秘电密电会质的簧选材料．随着电子器1牛的微型化，二氯化醚层越来越薄，二氧化硅层将存在较多的缺陷，通过电介质的漏电现象逐渐增加．要提高器件的稳定性，必须减少二氯化硅层中的缺陷，提高二氧化硅层的质量．目前，对硅基半导体中SiO：／si的结构、形成、缺陷等基本问题仍然很不了解．我们采潮一种新的分析醚基半导体巾缺陷的技术——正电子滢没谱(PAS)技术采疆究

2、si02，si器溪行凳。本文的主要磁究内銮如下：l。用双探头符合多普勒展宽技术测量了热氧化法生长的四种不同厚度Si02膜的si02．si样品及Si02晶体的商谱．实验结果表明：硅基上氯化膜越厚，氧禽量越高，其商谱的氧信号峰越高；硅基上氯化麒越薄，缺陷就越多．2．用荤能慢正电子技术测量四种不同厚度Si02膜的si02一si样品和Si02晶{零的瑟篷子湮没辐射Doppler震宽谱，作逝了s参数和w参数与歪毫子注入篷量鞫注入深度能关系麴线，献蠢磁究si02一si赛覆续梅翻缺陷。Si0：一si体系可以糖成出表夏屡，Si02屡，si02-si器嚣屡，以及半无限大的Si基体这几部分组成。

3、si02．Si檬品的近表蕊层(其厚度约为1．5nm)和Si02晶体近表面层的结构几乎相同，具有比较完整晶体结构的薄Si02层，表面存在一些缺陷．si02和Si基体之间存在过硅基半黪鞲中Si02播l嚣蕾行糟的正电子湮没诺研究渡逐Si0。(0龟<2)．界面过渡区中存在{瑟多空位型缺陷，可麓麓Si静悬接键秘氧鑫奄缺位遽或的．焉显氧他膜越薄，器葱缺陷就越多．3．用荤裴慢正电子束技术测量了犟晶Si，S{02晶体，C(蠢墨)及单晶cu的Doppler展宽谱，磊开究了正电子的表面瀵没特性．结果表明：(I)由子表面缺陷的存在，Si02晶体、石墨晶体、Cu单晶的S参数随着正电子的注入能量的增加

4、而降低，w参数随着正电子注入能潼的增加而增加．治正电子的能量较低时，谥电子主要与样晶表面附近的电子滋没．表面缺陷的存在，导致s参数较大，w参数较小．随着正奄子的注入麓霪觞增鸯§，正电子注入到龋体离部雯深的位置，晶体态部的簸陷整廑减少，S参数下降，w参数增加，(2)Si02晶体中由于0原子的存_{生，使得Si02晶体的W参数比Si离，si02晶体的S参数比Si低．(3)与Si02晶体、石墨晶体、Cu单晶的情况相反：单晶si的S参数随正电子注入能量的增加而增加，w参数随正电子注入能量的增加而降低．这主要是由于单晶Si表面被氧化．越靠近单晶si表面，氯含羹越高，S参数越小，w参数越

5、大；离莘菇si表面越远，氧含餐越祗，s参数越大，w参数越小。雄晶Si蘸表夏憨是不霹避免地存在一凄缀簿酶氧{乏屡．f4)壶于C珏艨子鸯lO个3d瞧子，正电子与Cu的3d电子湮没的搬率较大。两3d电子的动量棚对较大，因此其w参数较大，S参数较小．奖键词：正电子瀵没多普勒展宽谱单能慢正电子束S参数W参数Si02一si界面氧含量缺陷￡兰查兰竺兰篓竺竺苎璧至竺璺竺!i!竺塑!璺竺!三壹竺苎黧量兰!兰竺竺苎T鞭ESi02您il魏T戴R摹ACES

6、NSi一转AS嚣DS戴MlCoNDUC下0RS蕈UDl嚣D8YPoSlTR◇NANNl群lLA蕈loNSP嚣C下RoSCopYA8STRAC室I

7、nthepres。nt—day，lTlicro-electronicindustryisdonlinatedbysilicon。baseddevices．BecauseSi02hasmanygoodqUalitiessuchaseasy—fabricat。d，besthotstability’hi曲erwet—resiStance，itbecomesthepreferredmaterialfbrgriddielectricandcapacitordielectricinthetransistorWiththeeveI．-continuingdrivetowardminiatu

8、rization，theiayerofSi02becomesmoreandmorethin．Then，moredefectswiHcomeforthintheiayerofSi02，Moredefectsleadtheeiectriccurrent{eakag。phenomenontoincreasegradually．Toenhancetheeiectricalperfbrmanceoftheeiectrondevices．wemustreducedefectsinSi02layefandr撕se如e