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4.1 結論

在本論文當中我們討論了 EUV 輻射對 nMOSFET 所造成的損傷,主要是因 為在 10 nm 以下的製程世代,利用 EUVL 作為微影技術的機率很高,一旦採用

那麼在 MOSFET 製程中照射 EUV 所引起的輻射傷害就是一個需要先行評估的課

題了。根據我們的實驗結果可以知道,EUV 會在 nMOSFET 的閘極介電層當中

產生氧化物缺陷電荷以及介面缺陷電荷而使得臨界電壓以及次臨界擺幅改變。此

外淺溝槽隔離中的氧化層也會因為輻射引發的正電荷而在矽表面產生空乏層,在

空乏層中的介面缺陷可以作為電子-電洞對的激發中心(generation center)因此使

得漏電上升,且會因為照射劑量升高變得更加嚴重。

在照射前與照射後都有 RTN 現象的元件中,RTN 現象不會因為照射 EUV 而消失,但是可能會因為閘極介電層中的氧化物缺陷電荷距離造成 RTN 的缺陷

較近而影響到缺陷能量,而改變時間常數。

沒有 RTN 現象的元件,可能混因為 EUV 輻射而出現 RTN 現象,這種情形 只在 500 mJ/cm2與 1000 mJ/cm2兩個劑量中看到,在低劑量(70 mJ/cm2)則是沒有

發現這種情形。輻射產生的缺陷可能會在同一位置產生深淺不同能階的缺陷,當

電子損失能量時,會掉到較深的能階而讓 τe 增長許多,但是當電子從深缺陷中

釋放後,又開始回復原本與淺能階互動的情形。PSD 則因為元件從原本比較穩定

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的電流變成有高低位準的電流,因而對頻率倒數的斜率從原本的接近-1 變成接近

-2。

總而言之,雖然 EUVL 對於元件的微縮有著很大的幫助,等效閘極氧化層 厚度減薄之後,抗輻射能力增強,但是 EUV 照射可能改變 RTN 的時間常數,甚

至引發 RTN,對於元件操作在低電流時的影響更是嚴重,而讓穩定度受到很大

的威脅。

4.2 未來研究方向

在前幾章中我們已經得出 EUV 輻射所造成的結果以及原因,然而還有一些 課題值得繼續深入研究:

1. 我 們只研究了 EUV 照 射對 nMOSFET RTN 的影響 ,但真正的 製程中

pMOSFET 也是不可或缺的,因此這方面的研究也值得討論,才能得出一個 更完整的結論出來。

2. 由於產生 RTN 的缺陷主要都是在高介電質層中,因此變換不同的閘極介電質 材料所做的 MOSFET,再去經過輻射處理後來分析,便可以尋找其它比較能

抗輻射的材料作為高介質層。。

3. 雖然本論文是因為 EUVL 的發展才研究 EUV 對於元件的影響,但是其它的 輻射源對於 RTN 的影響也值得研究,畢竟在外太空中輻射源的種類也是很多,

探討各種輻射源的傷害也是必要的。

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4. 在本論文中元件的尺寸還是使用次微米等級的元件,但是在業界真正引進

EUVL 的時候在會達到 10 nm,因此對於更小尺寸元件的研究也是不可避免。

5. 近年來鍺、三五族與 SiC 的興起,因此輻射對於這些材料製作而成的電晶體 的影響也值得探討。

6. 照射後產生的缺陷有著 τe變長的情形,因此缺陷的型態尚待研究,未來將會 往這個方向進行探討。

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