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万能道闸遥控器氧化层反应

    金属-铁电-金属氧化物-硅(MFMOS)单管存储器需要一个金属电极直接位于薄栅氧化层的顶部。在我们目前的道闸遥控器单晶体管存储器处理中使用的栅极氧化物是30ÅSiO2。选择Ir作为底电极,并使用TaN作为Ir和薄栅氧化层之间的阻挡层。先前的研究表明,TaN阻挡层可以有效地防止铱硅化物的形成,并且可以增强Ir与Si或sio2基板之间的粘附力。

    但更重要的是,在铁电材料沉积、退火和后续处理过程中,TaN本身是稳定的,不会与栅氧化层发生反应。本文在电子杆遥控器晶体管栅氧化层上沉积了不同沉积条件的TaN势垒。在TaN阻挡层上沉积1500ÅIr。通过干法刻蚀确定了Ir/TaN/栅SiO2/Si电容器。系列RTP退火在500至650°C的氧气中进行,退火时间为5分钟至90分钟。电容器也在1000°C的氮气环境中退火10秒。

    C-V和I-V研究用于表征万能道闸遥控器晶体管栅极sio2结构的稳定性。观察到在上述退火条件下,Ir/TaN/栅sio2非常稳定。栅极氧化物的消耗和进一步氧化可以忽略不计,并且取决于TaN阻挡层的沉积条件。在优化的沉积条件下,220ÅTaN阻挡层可以有效防止任何铱硅化物的形成,并且在退火处理期间不会降解栅极氧化物。通过形成气体退火,可以进一步改善TaN和栅极sio2之间以及栅极sio2和Si衬底之间的界面。