Neste trabalho foram fabricados e caracterizados eletricamente capacitores MOS com óxido de silício ultrafino (2,6 nm) com porta de silício policristalino (Si-poli) P+ e N+. Os capacitores MOS com porta de Si-poli dopados com boro tiveram a estrutura Si-poli/SiO2/Si previamente implantada com nitrogênio nas doses de 1.10'POT.13', 1.10'POT.14', 1.10'POT.15' e 5.10'POT.15' at.cm-², com o pico da concentração de nitrogênio próximo à interface SiO2/Si. Os capacitores MOS foram fabricados sobre lâminas de silício do tipo p que passaram por uma limpeza química préoxidação tipo RCA mais imersão final em solução diluída em HF. Na seqüência, as lâminas foram oxidadas em um ambiente de O2 (1,5 l/min) + N2/H2 (2l/min; 10 %) que proporcionou óxidos de silício com excelentes características elétricas. Para a fabricação dos capacitores MOS com porta de Si-poli P+, utilizou-se SOG de boro seguido por difusão térmica sobre camada de Si-poli (340 nm). Após testes com receitas de difusão a 950, 1000, 1050 e 1100 °C todas padronizadas por um tempo de 30 min optamos por realizar a difusão a 1050 °C por 30 min, pois essa receita proporcionou concentração de boro superior a 1.10'POT.20' at.cm-³ e segregação desprezível do boro em direção ao substrato de Si. A dopagem dos capacitores MOS com porta de Si-poli N+ foi realizada por aplicação do SOG de fósforo seguido por difusão a 1050 °C por 30 min. Os resultados indicaram segregação do boro desprezível para o Si, baixa densidade de estados de interface (< 1.10'POT.11' eV-¹ cm-²) e no aumento do campo elétrico de ruptura (de 14 MV/cm para 21 MV/cm) com o aumento da dose de nitrogênio (de 1.10'POT.13' a 5.10'POT.15' at/cm²). Embora ocorresse uma maior dispersão e um aumento desfavorável da tensão de banda plana com o aumento da dose de nitrogênio, os valores 1.10'POT.15' e 5.10'POT.15' at.cm-² resultaram em capacitores MOS com tensão de faixa plana próxima ao parâmetro diferença de função trabalho ('fi' MS) significando densidade efetiva de cargas no dielétrico de porta inferior à cerca de 1.10'POT.11' cm-².

In this work we manufactured and electrically characterized MOS capacitors with ultrathin silicon oxides (2,6 nm) and polysilicon gate (Si-poli), P+ or N+. P+ - doped polysilicon gate MOS capacitors (Si-poli/SiO2/Si structure) were previously implanted with nitrogen using doses of 1.10'POT.13', 1.10'POT.14', 1.10'POT.15' and 5.10'POT.15' at.cm-², and implantation peak centered close to the SiO2/Si interface before boron doping. The MOS capacitors were fabricated on p-type silicon wafers, which were submitted to RCA - based cleaning procedure and a final dip in diluted HF solution. Following, the wafers were oxidize in ultrapure O2 (1,5 l/min) + N2/H2 (2l/min; 10 %) having, as a result, silicon gate oxides with excellent electrical characteristics. To obtain P+ polysilicon, it Spin On Glass (SOG) of boron the wafers was annealed at 950, 1000, 1050 or 1100 °C during 30 min. We have chosen a diffusion recipe of 1050 °C during 30 min to obtain volumetric concentration of boron higher than 1.10'POT.20' cm-³ and no boron segregation to the silicon. N+ polysilicon was also obtained using phosphorus SOG and diffusion at 1050 °C during 30 min. As a result, besides no boron segregation to Si, the interface states density was low (< 1.10'POT.11' eV-¹cm-²) and the breakdown field of the gate oxides increased (from 14 MV/cm to 21 MV/cm) by increasing the nitrogen doses (from 1.10'POT.13' to 5.10'POT.15' at/cm²). Although a larger dispersion and increasing of the flat-band voltage have occurred as the nitrogen dose was increased, values of 1.10'POT.15' and 5.10'POT.15' at.cm-² induced flat band voltage close to the parameter workfunction difference ('fi'MS) which meant effective charge density in the gate dielectrics lower than about 1.10'POT.11' cm-².