WSi_2栅和Si栅CMOS／BESOI的高温特性分析

用厚膜ＢＥＳＯＩ（ＢｏｎｄｉｎｇａｎｄＥｔｃｈ－ｂａｃｋＳｉｌｉｃｏｎ－Ｏｎ－Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）制备了ＷＳｉ２栅和Ｓｉ栅４００７ＣＭＯＳ电路，在室温～２００℃的不同温度下测量了其Ｐ沟、Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ的亚阈特性曲线，分析了阈值电压和泄漏电流随温度的变化关系。

SOI高温电路——突破硅集成电路的高温应用限制

常规的体硅基础电路通常只能工作在２００℃以下，ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ－Ｏｎ－Ｉｎ－ｓｕｌａｔｏｒ）电路的突出特点之一是可以工作在高温环境。简述了市场对高温电路的需求，并分析了ＳＯＩ电路在高温下的电学特性，讨论了为将ＳＯＩ高温电路商业化，应当解决的一些技术问题。

GaAs MESFET在抗辐射领域的应用

详细论述了多种辐照源辐射ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ器件和电路产生的ＳＥＵ（单粒子翻转）效应，辐照源包括脉冲激光、质子、中子和电子束等。同时还讨论了计算机模拟辐射产生ＳＥＵ的过程和机制。研究表明：１）在低温生长ＧａＡｓ阻挡层的ＭＥＳＦＥＴ电路，有较强的抗ＳＥＵ能力；２）在ＭＥＳＦＥＴ中，产生ＳＥＵ的原因在于辐射导致了漏极收集电荷的增加，而且，电荷收集增强机制有三种：ａ）背沟道导通机制，ｂ）双极增益机制。

CMOS／SOI的高温特性分析

采用ＳＩＭＯＸ和ＢＥＳＯＩ材料制作了ＣＭＯＳ倒相器电路，在２５～２００℃的不同温度下测量了ＰＭＯＳ和ＮＭＯＳ的亚阈特性曲线。实验结果显示，薄膜全耗ＳＩＭＯＸ器件的阈值电压和泄漏电流随温度的变化小于厚膜ＢＥＳＯＩ器件。

1.56MeV Sb^＋注入单晶硅的反常退火行为

剂量为２×１０（１３）－５×１０（１５）ｃｍ（－２）的１．５６ＭｅＶＳｂ＋注入Ｓｉ（１００）后，向石英炉中通入流动纯Ａｒ气进行热退火（退火温度为５００一１０５０℃，时间为３０ｍｉｎ）。采用３ＭｅＶＨｅ（２＋）卢瑟福背散射／沟道技术和透射电镜技术测量样品的注人损伤以及退火特性，结合计算机模拟数据，结果表明：缺陷的产生类型与注入离子的剂量、样品退火温度密切相关。

CMOS／SIMOX器件总剂量辐照的研究

在新材料ＳＩＭＯＸ上制作ＣＭＯＳ器件，并采用静态Ｉ－Ｖ技术，研究了ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ在（６０）Ｃｏ－γ电离辐照场中辐照感生界面态、氧化物正电荷、阈值电压、静态漏电流等参数的变化。结果表明，在辐照过程中，氧化物正电荷增加较多，界面态增加较少，且ＮＭＯＳ和ＰＭＯＳ＂导通＂辐照偏置是最恶劣偏置。

大剂量P^＋离子注入单晶硅的研究

采用４８０ｋｅＶＰ＋离子注入单晶硅，注入剂量为１×１０１６ｃｍ－２。采用ＲＢＳ、ＴＥＭ技术测试样品，发现样品经６００℃退火后，距样品表面约２４０ｎｍ处有一条低密度缺陷带。研究表明，这一现象与Ｐ＋的剂量及退火温度有关。

Fe^＋和H^＋注入引起的Si／SiO2界面重构现象

针对Ｓｉ－ＳｉＯ２过渡区对于离子注入较为敏感的特点，用１．２ＭｅＶ，剂量１×１０１０ｃｍ－２的Ｆｅ＋和Ｈ＋先后注入ＳｉＯ２－Ｓｉ样品，并用ＸＰＳ技术重点分析了Ｓｉ－ＳｉＯ２界面附近硅的化学结构、组分的变化。结果表明，在界面附近，除了Ｓｉ４＋，Ｓｉ０价态，还存在明显的Ｓｉ２＋价态。这和注入Ｈ＋产生的高温退火以及Ｓｉ—Ｓｉ键或Ｓｉ—Ｈ键的形成有关。

CMOS／BESOI电特性的温度依赖性研究

采用Ｉ－Ｖ测试技术，研究了ＣＭＯＳ／ＢＥＳＯＩ器件的Ｉ－Ｖ亚阈特性与温度的关系。结果表明，随着温度的升高，Ｉ－Ｖ曲线的亚阈斜率减小，且阈电压漂移增加。

不同工艺制备的铁电薄膜底电极Pt/Ti

采用高真空电子束蒸发与直流溅射在SiO2／Si基底上制备Pt／Ti底电极，对Pt／Ti在不同热处理温度下的结构与形貌进行对比研究。结果表明：由于采用不同的制备工艺，Pt晶粒在成核与生长方式上有所不同，导致了Pt薄膜在结构与形貌的差异。高真空电子束蒸发的Pt薄膜以织构的方式生长，致密而规则的柱状晶粒决定了它在高温下的连续性和稳定性，为制备高质量的铁电薄膜与其性能的研究提供了条件。

两种注F层面的PMOSFET电离辐射响应特性

报道了栅氧化淀积多晶硅前后分别注入43keVF离子的Si栅P沟MOSFET电离辐射响应关系。结果发现,多晶硅面注F具有较强的抑制辐射感生阈电压漂移,控制氧化物电荷和界面态生长的能力。用多晶硅面注F带入栅介质较少注入缺陷和较多替代辐射敏感应力键的F离子模型对实验结果进行了讨论。

含F栅介质的Fowler-Nordheim效应

本文建立了一套用于ＭＯＳ电容热载流子损伤研究的自动测试分析系统，用高频和准静态Ｃ－Ｖ技术，分析研究了栅介质中Ｆ离子的引入所具有的抑制Ｆｏｗｌｅｒ－Ｎｏｒｄｈｅｉｍ高场应力损伤的特性，对Ｆ离子和高场应力作用机制进行了讨论．

掺HCl PMOSFET的电离辐射总剂量效应

用亚阈技术分析研究了干氧栅氧化期间通入ＨＣｌ所制作的ＰＭＯＳＦＥＴ的６０Ｃｏ辐照响应。结果表明，栅介质中掺入少量ＨＣｌ能抑制辐射感生阈电压漂移和界面态增长；固定ＨＣｌ流量为１５ｍｌ／ｍｉｎ时的最优通入时间范围为１０－１５０ｓ，过量的ＨＣｌ掺入，其抑制辐射损伤的能力减弱或消失。用ＨＣｌ在栅介质中的作用是正负效应的综合，解释了实验结果。

NMOS／SIMOX的γ射线总剂量辐照特性

对用多次注入与退火技术制成的ＳＩＭＯＸ材料制备的Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ进行了６０Ｃｏγ射线累积剂量辐照试验，测量了不同辐照偏置条件和辐照剂量下的亚阈特性曲线和阈值电压漂移。对ＮＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ和ＮＭＯＳＩ体硅的辐照效应作了比较，结果表明前者抗总剂量辐照性能不如后者。对引起阈值电压漂移的两个因素（氧化层电荷和界面态电荷）和提高ＮＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ抗辐照性能的几点措施进行了讨论．

注氟SIMOX隐埋SiO_2的辐照感生电荷分布特性

对常规工艺制备的ＳＩＭＯＸ（ＳｅｐａｒａｔｉｏｎｂｙＩＭｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆＯＸｙｇｅｎ）材料，注入不同剂量的Ｆ＋并退火，其电容经（６０）Ｃｏγ射线电离辐照后平带电压漂移较小，通过同理论值相比较，说明Ｆ＋的注入减少了ＳＩＭＯＸ隐埋ＳｉＯ２层（ＢＯＸ：ＢｕｒｉｅｄＯＸｉｄｅ）的空穴陷阱浓度，增强了ＳＩＭＯＸ的抗电离辐照能力．

注F^+加固CMOS/SOI材料的抗辐射研究

向SIMOX材料的SiO2埋层或Si/SiO2界面注入170 keV F+,进而制成CMOS/SOI材料,采用60Co g 辐射器辐照并测量材料的I-V特性。结果表明:向CMOS/SOI材料埋层注入F+离子,能提高CMOS/SOI材料的抗电离辐照性能。而且,注入F+的剂量为11015cm2时,材料的抗辐照能力较强。这对制作应用于电离辐射环境的COMS/SOI器件极其有益。

P沟MOSFET/FIPOS的γ射线总剂量辐照特性

采用高选择和自终止多孔氧化硅全隔离技术制备了高质量的ＳＯＩ材料。研究了在该材料上采用２μｍＣＭＯＳ工艺制备的不同沟道长度的Ｐ沟ＭＯＳＦＥＴ的６０Ｃｏγ射线总剂量辐照特性，表明经５ｋＧｙ（Ｓｉ）辐照后，器件仍有特性，但阈值电压有较大的漂移，这主要是由栅氧化层中的辐照感生电荷而引起。不同沟道长度ＰＭＯＳＦＥＴ的辐照特性基本相同。经一段时间室温退火，阈值电压出现回漂。

CMOS／SOS器件亚阈区的总剂量电离辐照特性

采用Ｉ－Ｖ亚阈测量技术，分析了封闭栅和条形栅结构ＣＭＯＳ／ＳＯＳ器件的ｌｏｇＩ－Ｖ曲线亚阈斜率和阈电压的总剂量电离辐照特性，以及不同的辐照偏置条件对上述两个电参数的影响。结果表明，在总剂量辐照下，封闭棚和条形栅ＣＭＯＳ／ＳＯＳ器件的阈电压及ｌｏｇＩ－Ｖ曲线亚阈斜率的变化趋势基本相同。

CMOS／SIMOX和CMOS／BESOI的γ射线辐照特性比较

用薄膜ＳＩＭＯＸ（ＳｅｐａｒａｔｉｏｎｂｙＩＭｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆＯＸｙｇｅｎ）、厚膜ＢＥＳＯＩ（ｆｆｅｎｄｉｎｇａｎｄＥｔｃｈ－ｂａｃｋＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）和体硅材料制备了ＣＭＯＳ倒相器电路，并用６０Ｃｏγ射线进行了总剂量辐照试验。在不同偏置条件下，经不同剂量辐照后，分别测量了ＰＭＯＳ、ＮＭＯＳ的亚阈特性曲线，分析了引起ＭＯＳＦＥＴ阈值电压漂移的两种因素（辐照诱生氧化层电荷和新生界面态电荷）。对ＮＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ，由于寄生背沟ＭＯＳ结构的影响，经辐照后背沟漏电很快增大，经３００Ｇｙ（Ｓｉ）辐照后器件已失效。而厚膜ＢＥＳＯＩ器件由于顶层硅膜较厚，基本上没有背沟效应，其辐照特性优于体硅器件。最后讨论了提高薄膜ＳＩＭＯＸ器件抗辐照性能的几种措施。

硅中注氢热退火在晶体中产生的应力及其对晶体结构的影响

用Ｘ射线四晶衍射仪测量了不同温度下退火的注氢单晶硅的摇摆曲线，分析了不同温度退火后晶格内应力产生及消失的过程。并与离子背散射沟道分析进行了比较。结果表明，在４００℃左右，氢注入形成的氢复合体分解；形成氢分子，氢分子在晶格中聚集，生成氢气，在高温下膨胀，引起晶格形变，并产生缺陷；当退火温度达到５００℃以后，氢气的膨胀已超过晶体的屈服强度，产生了大量的缺陷、位错，同时在硅晶体内形成气泡，并在硅晶体表面造成砂眼、剥离等现象。