Si离子辐照下Al2O3栅介质的漏电机制

基于Al/Al2O3/Si金属氧化物半导体(MOS)电容结构研究了30 MeV Si离子辐照前后Al2O3栅介质的泄漏电流输运机制。研究结果表明,相较于辐照前,Si离子辐照在栅介质层引起的正电荷俘获导致Al2O3与Si衬底界面处的势垒高度降低,使辐照后Al2O3栅介质层的漏电流随着Si离子注量的增加而增加。通过对弗伦克尔-普尔(FP)发射、肖特基发射(SE)和福勒-诺德海姆(FN)隧穿等泄漏电流输运机制的分析表明,未辐照时Al2O3栅介质层的泄漏电流输运以FP发射和FN隧穿为主,而经Si离子辐照后的Al2O3栅介质层泄漏电流输运主要由FP发射引起,并不受FN隧穿的影响。研究结果还表明,辐照前后Al2O3栅介质层的泄漏电流输运机制与栅介质层厚度无关。