산화와 확산
포밍 가스 어닐링으로 수소에 의해 종단된 Si/SiO2 계면의 댕글링 본드가 트랜지스터를 오래 사용하는 동안 다시 계면 준위가 되는 경우가 있다. 주된 원인과, 대책으로 연구되어 일부에서 사용되고 있는 방법의 조합으로 올바른 것은?
- A산화막 속의 수소가 시간이 지나면서 실리콘을 산화시키기 때문이다. 어닐링 온도를 높여 산화막을 두껍게 한다
- B핫 캐리어 등의 에너지로 Si-H 결합이 끊어지기 때문이다. 수소 대신 중수소로 어닐링한다
- C계면 준위는 온도가 낮으면 자연히 늘어나기 때문이다. 칩을 항상 고온으로 유지해 사용한다
정답과 해설 보기
정답: B. 핫 캐리어 등의 에너지로 Si-H 결합이 끊어지기 때문이다. 수소 대신 중수소로 어닐링한다
포밍 가스 어닐링에서는 수소가 실리콘의 댕글링 본드와 결합하여(Si-H) 계면 준위를 줄입니다. 그러나 채널에서 가속된 높은 에너지의 캐리어(핫 캐리어)가 계면에 부딪히거나 고온에서 전압을 계속 가하면(pMOS의 NBTI 등), Si-H 결합이 끊어져 계면 준위가 다시 생기고 문턱 전압이 변해 갑니다. 수소보다 무거운 동위 원소인 중수소로 종단한 Si-D 결합은 핫 캐리어로는 잘 끊어지지 않는다고 알려져 있어, 중수소 분위기에서의 어닐링이 연구되었고 일부 제조 공정에서 사용되고 있습니다.