El efecto de la capa dieléctrica con tratamiento de plasma superficial en las características del antifusible de silicio amorfo
Autores: Du, Tao; Li, Wei; Li, Wenchang; Li, Jianjun; Xie, Xiaodong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
El efecto de la capa dieléctrica con tratamiento de plasma superficial en las características del antifusible de silicio amorfo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Ventajas
Antifusible de silicio amorfo
Corriente de fuga
Capa dieléctrica
Tratamiento de plasma
Fiabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Con las ventajas de menor capacitancia, operación más rápida y tamaño más pequeño, el antifusible de silicio amorfo es muy prometedor para FPGA de alta velocidad y alta densidad. Sin embargo, la corriente de fuga del antifusible de silicio amorfo convencional en estado de apagado es alta, lo que disminuye su rendimiento y fiabilidad. Aunque la corriente de fuga del antifusible de SiN o SiO es pequeña, el grosor adecuado de la capa dieléctrica no es fácil de controlar mediante procesos de PECVD. Además, el comportamiento altamente indeseable de apagado es común a casi todas las estructuras de antifusibles de metal a metal. Enfocándose en el estudio de las estructuras dieléctricas de múltiples capas de silicio amorfo, se propuso un antifusible novedoso con la estructura de Al/alfa-Si:H,N/alfa-Si:H/Al, que fue fabricado mediante tratamiento con plasma de nitrógeno para una superficie de película de alfa-Si:H. A través del tratamiento con plasma de superficie, el contenido de hidrógeno de la capa dieléctrica es estable, la superficie de la película es más lisa, la corriente de fuga se reduce, el comportamiento de apagado se elimina, la tensión de programación es más concentrada y la distribución de la resistencia en estado de encendido es más compacta. Los resultados demostraron que el tratamiento con plasma de superficie con un tiempo adecuado para la capa dieléctrica podría mejorar significativamente el rendimiento y la fiabilidad del antifusible Al/alfa-Si:H,N/alfa-Si:H/Al. Además, el proceso de fabricación de la estructura alfa-Si:H,N/alfa-Si:H tiene una excelente compatibilidad, controlabilidad y simplicidad.
Descripción
Con las ventajas de menor capacitancia, operación más rápida y tamaño más pequeño, el antifusible de silicio amorfo es muy prometedor para FPGA de alta velocidad y alta densidad. Sin embargo, la corriente de fuga del antifusible de silicio amorfo convencional en estado de apagado es alta, lo que disminuye su rendimiento y fiabilidad. Aunque la corriente de fuga del antifusible de SiN o SiO es pequeña, el grosor adecuado de la capa dieléctrica no es fácil de controlar mediante procesos de PECVD. Además, el comportamiento altamente indeseable de apagado es común a casi todas las estructuras de antifusibles de metal a metal. Enfocándose en el estudio de las estructuras dieléctricas de múltiples capas de silicio amorfo, se propuso un antifusible novedoso con la estructura de Al/alfa-Si:H,N/alfa-Si:H/Al, que fue fabricado mediante tratamiento con plasma de nitrógeno para una superficie de película de alfa-Si:H. A través del tratamiento con plasma de superficie, el contenido de hidrógeno de la capa dieléctrica es estable, la superficie de la película es más lisa, la corriente de fuga se reduce, el comportamiento de apagado se elimina, la tensión de programación es más concentrada y la distribución de la resistencia en estado de encendido es más compacta. Los resultados demostraron que el tratamiento con plasma de superficie con un tiempo adecuado para la capa dieléctrica podría mejorar significativamente el rendimiento y la fiabilidad del antifusible Al/alfa-Si:H,N/alfa-Si:H/Al. Además, el proceso de fabricación de la estructura alfa-Si:H,N/alfa-Si:H tiene una excelente compatibilidad, controlabilidad y simplicidad.