1) interface fixed charge density
界面固定电荷密度
2) surface fixed electronic charge density
表面固定电荷密度
3) fixed charge at interface
界面固定电荷
4) Fixed interface charge
固定界面电荷
5) interface charge density
界面电荷密度
6) fixed positive charge density
固定正电荷密度
1.
Effect of implantation of nitrogen into SIMOX buried oxide on its fixed positive charge density;
SIMOX SOI埋氧注氮工艺对埋氧中固定正电荷密度的影响
补充资料：氧化层电荷与界面态
氧化层电荷是SiO2-Si系统中存在于SiO2内和SiO2-Si界面上的电荷。热生长SiO2-Si系统(见硅热氧化工艺)是MOS晶体管的一个组成部分,也是硅平面晶体管和集成电路的保护层。热生长SiO2-Si系统中的氧化层电荷,直接影响 MOS晶体管的阈值电压、有效迁移率和器件的可靠性,从而影响MOS大规模集成电路和超大规模集成电路的成品率和可靠性，以及硅平面双极型晶体管的漏电流、噪声、小电流β等参数。
早期的MOS结构中氧化层电荷非常多,各种电学参数很不稳定。60年代初,发现氧化层中的可动离子电荷(主要是钠离子)是造成这种不稳定性的主要原因。这一发现是MOS器件发展中的一件大事。事实上,只有当钠离子沾污基本上被控制以后,才能制成工作比较稳定的MOS晶体管。
氧化层电荷种类 在SiO2－Si系统中存在四种氧化层电荷。①可动离子电荷：氧化层中的可动离子电荷主要是带正电荷的碱金属离子，如Na+、K+、Li+、Cs+等。有人认为，除离化的碱金属离子外，还有数量相当大的未离化的碱金属原子存在，而且氢离子(H+)也是氧化层中的一种可动正离子。此外，在氧化层中还可能有重金属的正离子和某些负离子，如OH-、O娛等。但是,普遍认为，在低于500℃的环境中,重金属离子和负离子难于运动。②氧化层固定电荷：这是一种固定不动的，也不能与硅内进行电量交换的正电荷。它们分布在距离Si-SiO2界面约25埃以内的氧化层中。由于热氧化过程的特点，这一层中的硅和氧组份的比例，不是SiO2那样严格的化学配比。因此，这一层由于富硅缺氧引起的结构缺陷是很多的，氧化层固定电荷很可能是这一层中的离化的硅或氧空位所引起的。③界面陷阱电荷：这种电荷分布在SiO2-Si界面上，与前面电荷不同,能够与硅体内进行电量交换，而且可以是正电荷也可以是负电荷。严格来说，界面上允许电子填充的能级叫做界面态。界面态可以是带电的，也可以是中性的。人们关心的是那些能量在硅禁带范围内的界面态。比较一致的看法是禁带中界面态密度（单位截面单位能量间隔中的界面态数）按能量的分布是一种U型分布,即禁带中央部分的界面态密度较低，而靠近两个带边的界面态密度增高。实验证明，部分界面陷阱电荷可以在含有氢气的气氛中在 450℃左右的低温退火中被中和。一般的看法是,SiO2-Si界面上硅的悬挂键、界面上的结构缺陷（如辐射引起的断裂键）和界面上存在的杂质原子都会引起界面态。④氧化层陷阱电荷：在SiO2体内存在着空穴陷阱态和电子陷阱态，可以分别陷住进入SiO2空穴和电子，而分别使之带正电和负电。SiO2中的空穴和电子可以通过离化辐射、雪崩注入或能量大于SiO2禁带宽度(约 9电子伏)的紫外光子激发等产生。所以，这种电荷最初又叫做离化感应电荷。相当一部分氧化层陷阱电荷也能通过低温 (＜500)退火被中和。
氧化层电荷测量 可动离子电荷、氧化层固定电荷和氧化层陷阱电荷通常用高频C－V法测量。测量可动离子电荷时还须对样品进行温度-偏压处理，即升温到150～300,同时在金属电极上加不同极性的电压，维持约半小时,让可动离子全部移动到SiO2-Si界面附近或二氧化硅-金属界面附近。两次高频C-V特性的平带电压之差墹VFB与Qm 之间的关系为 Nm＝Qm/q＝Cox·墹VFB/q，式中Cox为单位面积氧化层电容。为了用高频C－V的平带电压测量氧化层固定电荷，需要把其他三种电荷对平带电压的影响减至最小，即首先把样品在含氢气氛中进行低温处理，把大部分界面陷阱电荷和氧化层陷阱电荷中和,再作负温度偏压处理把可动正离子吸到二氧化硅-金属界面附近。这样，所测得的平带电压与固定氧化层电荷的关系为Qf/q＝(-VFB+φms)·Cox/q，式中φms为金属与半导体的接触电势差。氧化层陷阱电荷的测量通常是比较空穴(或电子)陷住前、后的高频C－V特性的平带电压之差，等效到 SiO2-Si界面的氧化层陷阱电荷为Nto=Qot/q＝Cox·墹VFB/q。由于氧化层陷阱电荷是分布在SiO2体内的，实际的电荷数比等效值为大。
利用界面陷阱电荷能与硅体内交换电量的性质测量界面陷阱电荷,是各种界面态测量方法的基础。改变MOS电容两端电压的大小和极性，以及硅的表面势，界面态便随着表面势的变化而充、放电、监测充、放电荷或电流，或者监测由于界面态充、放电引起的电导或电容的变化，可测量界面陷阱电荷和界面态密度随能量的分布，测量界面态电荷和界面态密度随能量的分布。测量界面态电荷量通用的方法是准静态C－V法，其次还有电导法、高频C－V法、低温高频C－V法以及深能级瞬态谱法和充、放电电荷法等。
参考书目
叶良修：《半导体物理学》，高等教育出版社，北京， 1985。
早期的MOS结构中氧化层电荷非常多,各种电学参数很不稳定。60年代初,发现氧化层中的可动离子电荷(主要是钠离子)是造成这种不稳定性的主要原因。这一发现是MOS器件发展中的一件大事。事实上,只有当钠离子沾污基本上被控制以后,才能制成工作比较稳定的MOS晶体管。
氧化层电荷种类 在SiO2－Si系统中存在四种氧化层电荷。①可动离子电荷：氧化层中的可动离子电荷主要是带正电荷的碱金属离子，如Na+、K+、Li+、Cs+等。有人认为，除离化的碱金属离子外，还有数量相当大的未离化的碱金属原子存在，而且氢离子(H+)也是氧化层中的一种可动正离子。此外，在氧化层中还可能有重金属的正离子和某些负离子，如OH-、O娛等。但是,普遍认为，在低于500℃的环境中,重金属离子和负离子难于运动。②氧化层固定电荷：这是一种固定不动的，也不能与硅内进行电量交换的正电荷。它们分布在距离Si-SiO2界面约25埃以内的氧化层中。由于热氧化过程的特点，这一层中的硅和氧组份的比例，不是SiO2那样严格的化学配比。因此，这一层由于富硅缺氧引起的结构缺陷是很多的，氧化层固定电荷很可能是这一层中的离化的硅或氧空位所引起的。③界面陷阱电荷：这种电荷分布在SiO2-Si界面上，与前面电荷不同,能够与硅体内进行电量交换，而且可以是正电荷也可以是负电荷。严格来说，界面上允许电子填充的能级叫做界面态。界面态可以是带电的，也可以是中性的。人们关心的是那些能量在硅禁带范围内的界面态。比较一致的看法是禁带中界面态密度（单位截面单位能量间隔中的界面态数）按能量的分布是一种U型分布,即禁带中央部分的界面态密度较低，而靠近两个带边的界面态密度增高。实验证明，部分界面陷阱电荷可以在含有氢气的气氛中在 450℃左右的低温退火中被中和。一般的看法是,SiO2-Si界面上硅的悬挂键、界面上的结构缺陷（如辐射引起的断裂键）和界面上存在的杂质原子都会引起界面态。④氧化层陷阱电荷：在SiO2体内存在着空穴陷阱态和电子陷阱态，可以分别陷住进入SiO2空穴和电子，而分别使之带正电和负电。SiO2中的空穴和电子可以通过离化辐射、雪崩注入或能量大于SiO2禁带宽度(约 9电子伏)的紫外光子激发等产生。所以，这种电荷最初又叫做离化感应电荷。相当一部分氧化层陷阱电荷也能通过低温 (＜500)退火被中和。
氧化层电荷测量 可动离子电荷、氧化层固定电荷和氧化层陷阱电荷通常用高频C－V法测量。测量可动离子电荷时还须对样品进行温度-偏压处理，即升温到150～300,同时在金属电极上加不同极性的电压，维持约半小时,让可动离子全部移动到SiO2-Si界面附近或二氧化硅-金属界面附近。两次高频C-V特性的平带电压之差墹VFB与Qm 之间的关系为 Nm＝Qm/q＝Cox·墹VFB/q，式中Cox为单位面积氧化层电容。为了用高频C－V的平带电压测量氧化层固定电荷，需要把其他三种电荷对平带电压的影响减至最小，即首先把样品在含氢气氛中进行低温处理，把大部分界面陷阱电荷和氧化层陷阱电荷中和,再作负温度偏压处理把可动正离子吸到二氧化硅-金属界面附近。这样，所测得的平带电压与固定氧化层电荷的关系为Qf/q＝(-VFB+φms)·Cox/q，式中φms为金属与半导体的接触电势差。氧化层陷阱电荷的测量通常是比较空穴(或电子)陷住前、后的高频C－V特性的平带电压之差，等效到 SiO2-Si界面的氧化层陷阱电荷为Nto=Qot/q＝Cox·墹VFB/q。由于氧化层陷阱电荷是分布在SiO2体内的，实际的电荷数比等效值为大。
利用界面陷阱电荷能与硅体内交换电量的性质测量界面陷阱电荷,是各种界面态测量方法的基础。改变MOS电容两端电压的大小和极性，以及硅的表面势，界面态便随着表面势的变化而充、放电、监测充、放电荷或电流，或者监测由于界面态充、放电引起的电导或电容的变化，可测量界面陷阱电荷和界面态密度随能量的分布，测量界面态电荷和界面态密度随能量的分布。测量界面态电荷量通用的方法是准静态C－V法，其次还有电导法、高频C－V法、低温高频C－V法以及深能级瞬态谱法和充、放电电荷法等。
参考书目
叶良修：《半导体物理学》，高等教育出版社，北京， 1985。
说明：补充资料仅用于学习参考，请勿用于其它任何用途。
参考词条