CCD多晶硅层间复合绝缘介质研究

电荷耦合器件(CCD)多晶硅交叠区域绝缘介质对成品率和器件可靠性具有重要的影响。将氮化硅和二氧化硅作为CCD多晶硅层间复合绝缘介质,采用扫描电子显微镜(SEM)和电学测试系统研究了多晶硅层间氮化硅和二氧化硅复合绝缘介质对CCD多晶硅栅间距和多晶硅层间击穿电压的影响。研究结果表明,多晶硅层间复合绝缘介质中的氮化硅填充了多晶硅热氧化层的微小空隙,可以明显改善绝缘介质质量。多晶硅层间击穿电压随着氮化硅厚度的增加而增大,但太厚的氮化硅会导致CCD暗电流明显增大。由于复合绝缘介质质量好,可以减小CCD多晶硅的氧化厚度。

黑硅微结构与光学特性研究

利用无掩模反应离子刻蚀法制备黑硅,研究了黑硅微结构密度和高度对其光学特性的影响。采用场发射扫描电子显微镜和带积分球的紫外-可见-近红外分光光度计分别表征黑硅微结构形貌和光学特性。研究结果表明,黑硅微结构密度增大和高度增加,则黑硅吸收率增大,高度较大的微结构更加有利于增强黑硅近红外光吸收。无掩模反应离子刻蚀法制备的黑硅的吸收率在高温退火过程中保持稳定。

CCD栅介质工艺对多晶硅层间介质的影响

CCD多晶硅交叠区域绝缘介质对成品率和器件可靠性具有重要的影响。采用扫描电子显微镜和电学测试系统研究了CCD栅介质工艺对多晶硅层间介质的影响。研究结果表明:栅介质工艺对多晶硅层间介质形貌具有显著的影响。栅介质氮化硅淀积后进行氧化,随着氧化时间延长,靠近栅介质氮化硅区域的多晶硅层间介质层厚度增大。增加氮化硅氧化时间到320min,多晶硅层间薄弱区氧化层厚度增加到227nm。在前一次多晶硅氧化后淀积一层15nm厚氮化硅,能够很好地填充多晶硅层间介质空隙区,不会对CCD工作电压产生不利的影响。