SOI抗总剂量辐射加固工艺栅氧可靠性研究

文章对采用了埋层二氧化硅抗总剂量加固工艺技术的SOI器件栅氧可靠性进行研究,比较了干法氧化和湿法氧化工艺的栅氧击穿电荷,干法氧化的栅氧质量劣于湿法氧化。采用更敏感的12.5nm干法氧化栅氧工艺条件,对比采用抗总剂量辐射加固工艺前后的栅氧可靠性。抗总剂量辐射加固工艺降低了栅氧的击穿电压和击穿时间。最后通过恒压法表征加固工艺的栅氧介质随时间击穿(TDDB)的可靠性,结果显示抗总剂量辐射加固工艺的12.5nm栅氧在常温5.5V工作电压下TDDB寿命远大于10年,满足SOI抗总剂量辐射加固工艺对栅氧可靠性的需求。

一种抗总剂量辐射带隙基准电压源

设计了一种标准CMOS工艺下抗总剂量辐射(TID)的带隙基准电压源。分析了传统结构在辐射环境下的固有缺陷。利用二极管正向导通电压受电流影响较小的特性,提高了带隙基准电压源的抗总剂量辐射能力。该基准电压源包含启动电路、基准核和自偏置电路。将基准电压源用于12位100 kS/s采样率A/D转换器的一个单元,进行了流片和测试。结果表明,经总剂量辐射试验后,该基准电压源的输出电压变化较小。在-55℃~125℃范围内,辐射前的温度系数为1.53×10^(-5)/℃,辐射后的温度系数为1.71×10^(-5)/℃。

0.35μm部分耗尽SOI NMOSFET的总剂量辐射效应与偏置状态的关系

研究了深亚微米部分耗尽型SOI NMOSFET的抗总剂量辐射特性,主要讨论不同偏置状态对器件抗总剂量辐射性能的影响及其原因。通过器件模拟发现,辐射过程中的不同偏置状态使器件的电场分布差异很大,而器件埋层中俘获空穴的分布与电场密切相关,进而对器件产生不同的影响。模拟结果表明,器件在关态偏置下,背沟道附近陷获电荷密度最高,引起的阈值电压负向漂移和泄漏电流最大,即该偏置状态为浮体器件抗总剂量辐射的最劣偏置状态。

抗辐射SOI器件栅氧可靠性研究

对抗辐射SOI器件栅氧可靠性进行研究,比较了体硅器件、SOI器件、抗总剂量加固SOI器件的栅氧可靠性,发现SOI材料片的制备与抗总剂量加固过程中的离子注入工艺都会对顶层硅膜造成影响,进而影响栅氧可靠性。最后通过恒压应力法表征栅氧介质随时间击穿(TDDB)的可靠性,结果显示抗总剂量辐射加固工艺的12.5 nm栅氧在125℃高温5.5 V工作电压下TDDB寿命达到14.65年,满足SOI抗总剂量辐射加固工艺对栅氧可靠性的需求。