跟超�、窸2一樣,當(dāng)Si()N氧化介電層越來(lái)越薄時(shí),氮氧化硅膜厚、組成成分、 NCN8664ST50T3G界面態(tài)等對(duì)器件電學(xué)性能的影響越來(lái)越重要,同時(shí)這些薄膜特性的表征也越來(lái)越困難,往往需要幾種技術(shù)結(jié)合起來(lái)使用。比如說(shuō)傳統(tǒng)的偏振光橢圓率測(cè)量?jī)x除了要求量測(cè)的光斑大小越來(lái)越小,并具有減少外部環(huán)境玷污效應(yīng)(airbornc matehal contaminationeffect)的功能外,同時(shí)還需具備短波長(zhǎng)的紫外光或遠(yuǎn)紫外光波段,以提高對(duì)氮氧化硅中化學(xué)組分的敏感度。而對(duì)透 圖4射電鏡來(lái)說(shuō),高分辨率(<0,2nm)的透射電鏡對(duì)于觀察Si02/Si或Si()N/Si的界面形貌、界面缺陷是不可或缺的。

   而對(duì)于氮氧化硅介電層來(lái)說(shuō),光電子能譜(XPS)是一種比較有效的測(cè)量膜厚和組成成分的工具,它跟TEM和GV量測(cè)都有比較好的線性關(guān)系(見(jiàn)圖4.4)「⒎田,XPS不但可用于si02或⒏ON柵極氧化介電層的厚度量測(cè),具有角度分辨率的XPS還可以用于Si()N中氮的濃度隨深度的分布測(cè)試[9]。另一種比較有效測(cè)量氮氧化硅中氮的濃度分布的工具二次離子質(zhì)譜(SIMS),它可以區(qū)分不同工藝條件下制得的氮氧化硅介電層厚度、氮的濃度及分布的細(xì)微差別(見(jiàn)圖4.5)Ll;J。對(duì)于⒏ON介電層來(lái)說(shuō),除了上述特性外,薄膜界面態(tài)、缺陷及電荷情況對(duì)介電層的電學(xué)性能的影響也至關(guān)重要。這些通�？捎梅墙佑|式的GV測(cè)量?jī)x來(lái)

實(shí)現(xiàn)的。非接觸式GV測(cè)量設(shè)備不但可以測(cè)得超薄Si()N介電層的界面電荷,缺陷密度,還 可以表征介電層的漏電流特性[10J。以上這些測(cè)量基本上是在光片上進(jìn)行的,對(duì)于一個(gè)柵極氧化介電層來(lái)說(shuō),最直接也是最重要的是當(dāng)它真正用于CMOS器仵時(shí),器件的電學(xué)性能、可靠性等,這些則需要用常規(guī)的GV、⒈V、GOI、NBTI、HCI等測(cè)量來(lái)表征[11~1側(cè)。