The effects of microwave plasma treatments on the physical and electrical characteristics of silicon dioxide films are discussed. Plasma treatments significantly improve the characteristics at low temperatures. Differences in the type of inert gas, O2 partial pressure, and total pressure cause differences in the plasma energy and active species concentrations, which affect reduction in the impurity concentrations, generation of dangling bonds, and effective working depth of the plasma. The changes in the electrical characteristics of the plasma-treated oxide films are consistent with those in the physical characteristics. The plasma conditions that result in the best improvements are determined.

1.
T.
Ueno
,
A.
Morioka
,
S.
Chikamura
, and
Y.
Iwasaki
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
39
,
L327
(
2000
).
2.
K.
Sekine
,
Y.
Saito
,
M.
Hirayama
, and
T.
Ohmi
,
IEEE Trans. Electron Devices
48
,
1550
(
2001
).
3.
M.
Goto
,
K.
Azuma
,
T.
Okamoto
, and
Y.
Nakata
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
42
,
7033
(
2003
).
4.
M.
Knez
,
K.
Nielsch
, and
L.
Niinistö
,
Adv. Mater.
19
,
3425
(
2007
).
5.
J. W.
Lim
,
S. J.
Yun
, and
J. H.
Lee
,
ETRI J.
27
,
118
(
2005
).
6.
S.-J.
Won
,
S.
Suh
,
M. S.
Huh
, and
H. J.
Kim
,
IEEE Electron Device Lett.
31
,
857
(
2010
).
7.
D.
Hiller
,
R.
Zierold
,
J.
Bachmann
,
M.
Alexe
,
Y.
Yang
,
J. W.
Gerlach
,
A.
Stesmans
,
M.
Jivanescu
,
U.
Müller
,
J.
Vogt
,
H.
Hilmer
,
P.
Löper
,
M.
Künle
,
F.
Munnik
,
K.
Nielsch
, and
M.
Zacharias
,
J. Appl. Phys.
107
,
064314
(
2010
).
8.
K.
Nagata
,
H.
Akamatsu
,
D.
Kosemura
,
T.
Yoshida
,
M.
Takei
,
M.
Hattori
,
A.
Ogura
,
T.
Koganezawa
,
M.
Machida
,
J. Y.
Son
,
I.
Hirosawa
,
T.
Shiozawa
,
D.
Katayama
,
Y.
Sato
, and
Y.
Hirota
,
ECS Trans.
19
,
45
(
2009
).
9.
J. H.
Kim
,
Y. S.
Kim
,
B. H.
Jang
,
H.
Namkoong
,
W. S.
Lee
,
H. H.
Lim
,
S. W.
Nam
,
C. J.
Kang
, and
T. H.
Ahn
,
Mater. Res. Soc. Symp. Proc.
1108
,
A09
05
(
2009
).
10.
K.
Kawase
,
A.
Teramoto
,
H.
Umeda
,
T.
Suwa
,
Y.
Uehara
,
T.
Hattori
, and
T.
Ohmi
,
J. Appl. Phys.
111
,
034101
(
2012
).
11.
K.
Tatsumura
,
T.
Shimura
,
E.
Mishima
,
K.
Kawamura
,
D.
Yamasaki
,
H.
Yamamoto
,
T.
Watanabe
,
M.
Umeno
, and
I.
Ohdomari
,
Phys. Rev. B
72
,
045205
(
2005
).
12.
T.
Shibata
,
J.
Satoh
,
J.
Ogawa
,
T.
Abe
,
T.
Ishii
, and
K.
Hasebe
, in Proceedings of the International Symposium on Semiconductor Manufacturing (
2010
), PO-O-050.
13.
K. L.
Seaward
,
J. E.
Turner
,
K.
Nauka
, and
A. M. E.
Nel
,
J. Vac. Sci. Technol. B
13
,
118
(
1995
).
14.
S. C.
Deshmukh
and
E. S.
Aydil
,
Appl. Phys. Lett.
65
,
3185
(
1994
).
15.
W. L.
Warren
,
P. M.
Lenahan
,
B.
Robinson
, and
J. H.
Stathis
,
Appl. Phys. Lett.
53
,
482
(
1988
).
16.
T.
Kitajima
,
T.
Nakano
, and
T.
Makabe
,
J. Vac. Sci. Technol. A
26
,
1308
(
2008
).
17.
K.
Takeda
,
S.
Takashima
, and
M.
Hori
, in
Ext. Abstr. Int. Conf. on Solid State Devices and Materials
(
2007
), p.
326
.
18.
T.
Kaspar
,
A.
Tuan
,
R.
Tonkyn
,
W. P.
Hess
,
J. W.
Rogers
, Jr.
, and
Y.
Ono
,
J. Vac. Sci. Technol. B
21
,
895
(
2003
).
19.
J.
Ma
and
Y.-K.
Pu
,
Phys. Plasmas
10
,
4118
(
2003
).
20.
S.
Hofmann
,
A. F. H.
van Gessel
,
T.
Verreycken
, and
P.
Bruggeman
,
Plasma Sources Sci. Technol.
20
,
065010
(
2011
).
21.
S.
Kimura
,
E.
Murakami
,
T.
Warabisako
,
E.
Mitani
, and
H.
Sunami
,
J. Appl. Phys.
63
,
4655
(
1988
).
22.
H.
Kageshima
and
K.
Shiraishi
,
Surf. Sci.
407
,
133
(
1998
).
23.
G.
Revesz
,
J. Electrochem. Soc.
126
,
122
(
1979
).
24.
E. H.
Nicollian
and
J. R.
Brews
,
MOS Physics and Technology
(
Wiley
,
2003
), p.
538
.
25.
Y.
Kabe
,
R.
Hasunuma
, and
K.
Yamabe
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
51
,
041104
(
2012
).
26.
K.
Takeda
,
S.
Takashima
,
M.
Ito
, and
M.
Hori
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
021501
(
2008
).
27.
T.
Ohkawa
,
O.
Nakamura
,
H.
Aharoni
, and
T.
Ohmi
,
Thin Solid Films
405
,
290
(
2002
).
28.
R.
Rofan
and
C.
Hu
,
IEEE Electron Device Lett.
12
,
632
(
1991
).
29.
E. F.
Runnion
,
S. M.
Gladstone
,
R. S.
Scott
,
D. J.
Dumin
,
L.
Lie
, and
J. C.
Mitros
,
IEEE Trans. Electron Devices
44
,
993
(
1997
).
30.
A. I.
Chou
,
K.
Lai
,
K.
Kumar
,
P.
Chowdhury
, and
J. C.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
70
,
3407
(
1997
).
31.
P. E.
Blöchl
and
J. H.
Stathis
,
Phys. Rev. Lett.
83
,
372
(
1999
).
32.
Y.
Mitani
,
H.
Satake
, and
A.
Toriumi
,
Tech. Dig. – Int. Electron Devices Meet.
2005
,
129
.
33.
J.
Suñé
,
I.
Placencia
,
N.
Barniol
,
E.
Farrés
,
F.
Martín
, and
X.
Aymerich
,
Thin Solid Films
185
,
347
(
1990
).
34.
R.
Degraeve
,
G.
Groeseneken
,
R.
Bellens
,
M.
Depas
, and
H. E.
Maes
,
Tech. Dig. – Int. Electron Devices Meet.
1995
,
863
.
35.
M. J.
Chen
,
H. T.
Huang
,
J. H.
Chen
,
C. W.
Su
,
C. S.
Hou
, and
M. S.
Liang
,
IEEE Electron Device Lett.
20
,
523
(
1999
).
You do not currently have access to this content.