辐射陷阱电荷对0.18μm N-MOSFET转移特性影响的TCAD仿真

利用TCAD仿真技术,研究了电离总剂量辐射陷阱电荷对0.18μm N沟道MOSFET转移特性的影响。构建了0.18μm N沟道MOSFET的三维仿真结构,获得了在电离总剂量(total ionizing dose,TID)效应影响下,负栅压偏置时器件中电流密度的分布情况。分析了器件浅槽隔离层(shallow trench isolation,STI)中氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷对器件泄漏电流的影响。仿真计算了N-MOSFET的转移特性,仿真结果与辐照试验结果受辐照影响的趋势基本一致,为深亚微米MOS器件的总剂量辐射效应的损伤机制提供了一种分析手段。

高压SOI pLDMOS总剂量辐射致BV退化研究

对高压SOI pLDMOS器件总剂量辐射效应进行了研究。分析了不同偏置条件下器件击穿电压的退化机理,并使用TCAD在不同氧化层界面引入固定陷阱电荷,仿真了电离辐射总剂量效应。结果表明,总剂量辐射在FOX和BOX引入辐射陷阱电荷Q_(BOX)和Q_(FOX)。Q_(FOX)增加了漏极附近横向电场,降低了埋氧层电场,使击穿位置由体内转到表面,导致击穿电压退化。Q_(BOX)降低了埋氧层电场,降低了埋氧层压降,导致击穿电压退化。

电离总剂量效应对HfO_(2)栅介质经时击穿特性影响

针对纳米金属-氧化物-半导体(MOS)器件中采用的高介电常数HfO_(2)栅介质,开展电离总剂量效应对栅介质经时击穿特性影响的研究。以HfO_(2)栅介质MOS电容为研究对象,进行不同栅极偏置条件下^(60)Co-γ射线的电离总剂量辐照试验,对比辐照前后MOS电容的电流-电压、电容-电压以及经时击穿特性的测试结果。结果显示,不同的辐照偏置条件下,MOS电容的损伤特性不同。正偏辐照下,低栅压下的栅电流显著增大,电容电压特性的斜率降低;零偏辐照下,正向高栅压时栅电流和电容均显著增大;负偏辐照下,栅电流均有增大,正向高栅压下电容增大,且电容斜率降低。3种偏置下,电容的经时击穿电压均显著减小。该研究为纳米MOS器件在辐射环境下的长期可靠性研究提供了参考。