5-1-2 介面層電漿處理對金氧半電容之電性影響
在本論文中，對金屬閘極/高介電質氧化物之金氧半電容之氧化物/矽介面層進 行不同的電漿處理，初始電性如第三章所述，氮氣電漿處理會造成平帶電壓負增 加，我們推測為 Si-N 鍵結導致正電荷增加，然而氨氣電漿處理卻是造成正增加，
造成不同結果的原因，猜測為氨氣電漿中氫離子修補介面層中的懸鍵，因而減少 正電荷。並且當氧化層厚度降低至 5 nm 時，依然可看到相同現象。
接著討論遲滯電壓部分，所有電漿處理後之試片皆有增加趨勢，推測電漿處 理在介面層表面產生氫或氮的鍵結，雖然可以消除多餘的懸鍵，但有可能因氫離 子並未全部產生鍵結，或是氮原子增加介面應力產生缺陷。電漿處理也可能影響 起始的 HfO2沈積，使得 HfO2/SiO2介面缺陷(邊界缺陷)增加。最後，量測時給予的 偏壓，可能使得部分鍵結的氫離子受電場驅動飄移，因此遲滯現象變嚴重。5 nm HfO2 試片部分，則是因為介面電荷的影響會隨著氧化層厚度減薄而降低，所以遲 滯現象不明顯。
介面能態密度於所有條件中差異並不明顯，無法斷定經由電漿處理會降低或 增加，5 nm HfO2試片亦然，僅長時間氮氣電漿處理後，靠近價帶邊緣的能態數量 減少。根據以上數據，雖然元素分析並未發現明顯的氮元素濃度改變，但是介面 層經過不同電漿和時間處理，確實造成電容元件電性特性改變。
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原因，第一為較薄的閘極氧化層有較少的本質缺陷(Intrinsic defects)。第二原因為 由輻射穿透公式 2-4 可知，較薄的閘極氧化層穿透機率較大，因此收輻射能量較少，造成電子-電洞對數量較少。最後一個為輻射所產生的電子-電洞對，由於閘極氧化 層較薄，所以電荷較容易從矽晶片穿隧至閘極氧化層中，與被捕捉的正電荷再結
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合或消除，亦或者電子電洞較容易逃逸出閘極氧化層。雖然輻射影響減輕，但是 抗輻射能力最差仍為氨氣電漿處理的試片，平帶電壓與介面能態增加最多，而遲 滯電壓沒有太大差異。
此外當輻射光源由極紫外光(91.85 eV)換為 X-光(10 keV)時，根據穿透機率公 式 2-4，由於波長變短穿透機率大幅上升，因此被閘極氧化層吸收的能量也會隨之
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(Constant voltage stress)，可以了解介電層捕捉電荷電性。於製程方面，目前只有製作 P 型金氧半電容，先進製程電晶體元件製程於本 論文中，目前只有製作 N 型場效電晶體，因此於本研究中只對照射極紫光前後之 PBTI 差異，而 NBTI 部分尚未有研究。