二氧化硅层中的缺陷和沾污

二氧化硅层中的缺陷和沾污二氧化硅虽然具有销化作用，但是这种钝化作用并不是完美的。二氧化硅层中的缺陷和沾污，以及硅一二氧化硅的界面态会对器件的稳定性起破坏作用，对器件的屯学性能、可靠性也会造成危害。事实上，在硅一二氧化硅系统中可能存在下述的五种表面态，即有五种附加的电构成能态。(1)在硅一二氧化硅界面处的伙界而态出于界面处硅品格结构的中断，使界面态有许多电子能级。这些钽电容靠得非常近的表面能级，位于砧的禁带巾，它们能从导带和价措俘获电子和空六，也能向导带和价带激发电子和空穴，因此是一种产生一复合中心。为了和由于吸附于二氧化砧外表面的分子、原子等所引起的外表面态加以区别，称它们为快界面态。(2)二氧化硅中的可动离子(可动电荷)在热生长和低温沉积碱化层的工艺过程，往往会沾污上诺正电的离子。在器件工作时，由于电场和温度的作用，这些离子能够在二氧化砧中移动，改变二氧化硅空间电荷分布，影响器件的性能。二氧化硅中的可动离子有钠钾、包等，其中对器件稳定性影响最大的是钠离子。钠离子可来口历使用的化学试剂、玻璃器皿以及人体沾污等。在一般情况下，二氧化硅中可动钠离子密度至少在厘籽以上，有的甚至达。(3)二氧化硅中的固定表面电材在热生长的二氧化硅中，靠近政界面附近右固定的表面正电荷，大约分布在硅一二氧化砧界面附近20埃的范围内。与可动的离子电荷不问，这些电荷在通常的AVX外电场作用下不移动，它们的借电状况也不随硅表面势的变化而变化。固定正电荷的密度在厘米之间。其数值不明显地受氧化层厚度或碰中杂质类型及浓度的影响，但与氧化物及退火条件以及砧品体的取向有很显著的关系。目前认为，在硅和二氧化政界面附近存在的过剩政离子是固定表面正电付产生的原因。(4)二氰化硅中的陷阱电荷辐射能使硅一二氧化雅系统的电衍发生再力’布，同时也能在表面形成新的陷阱中心。当x射线、y射线、电子射线等能产生咆离约辐射线通过线化层时．可在二氧化硷巾产生电子空六对，空穴将被原来氧化层中的陷阱所俘获。电子除一部分问空穴复合外，绝大部分通过硅一二氧化硅界面向硅中移动，从而在氧化层4I表现出正电荷。这此由辐射电肉而引起的正电荷通常在200℃左右的热处理过程中就会消失。这种陷阱咆甜可公10uF35VC器件的使用过程中形成，特别是用于高空或原子能工业中的器件，这类表面电付钉P2产；寸严更的影响。(5)二氧化徒外表顶电荷在器件创造过程中，氧化层外表而难免要沾染—亡可动电荷，这种炭而屯荷可能是正的，也刃书目是贝的。在末加外电压的情况下，表回电荷的分布一般是均匀的。当加上电压后就在器件表而的方向上形成电场，佼表面离子漂移，正电荷聚集秆加负偏压的电极附近，负电荷向正电压的电极聚集。当氧化层外表面电树密度很高时，这些在外加电场作用下的离子移动，同样能改变硅的表面电势，从而影响器件的特性和稳定性。cjmc%ddz