MOS晶体管中辐照引起的陷阱正电荷的强压退火

电离辐射在 MOS结构的 Si O2 层中建立正陷阱电荷 ,这些正陷阱电荷在正强栅偏压( + 2 0 V)下迅速减少 ,这是由于正栅压引起硅衬底中的电子向 Si O2 层隧道注入 ,从而与陷阱正电荷复合 .正栅压退火不仅对 N沟 MOS结构非常有效 ,对 P沟 MOS结构也有一定的影响 .给出了辐照后的 NMOS和 PMOS晶体管在强正栅压下退火的实验结果 ,阐明了正栅压下的“隧道退火”机理 .

0.18μm MOSFET器件的总剂量辐照效应

对0.18μm metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor(MOSFET)器件进行γ射线辐照实验,讨论分析器件辐照前后关态漏电流、阈值电压、跨导、栅电流、亚阈值斜率等特性参数的变化,研究深亚微米器件的总剂量效应.通过在隔离氧化物中引入等效陷阱电荷,三维模拟结果与实验结果符合很好.深亚微米器件栅氧化层对总剂量辐照不敏感,浅沟槽隔离氧化物是导致器件性能退化的主要因素.

总剂量辐照效应对窄沟道SOI NMOSFET器件的影响

本文深入研究了130nm Silicon-on-Insulator(SOI)技术下的窄沟道n型metal-oxide-semiconductor-field-effect-transistor(MOSFET)器件的总剂量辐照效应.在总剂量辐照下,相比于宽沟道器件,窄沟道器件的阈值电压漂移更为明显.论文利用电荷守恒定律很好地解释了辐照增强的窄沟道效应.另外,本文首次发现,对于工作在线性区的窄沟道器件,辐照产生的浅沟槽隔离氧化物(STI)陷阱正电荷会增加沟道区载流子之间的碰撞概率和沟道表面粗糙度散射,从而导致主沟道晶体管的载流子迁移率退化以及跨导降低.最后,对辐照增强的窄沟效应以及迁移率退化进行了三维器件仿真模拟,仿真结果与实验结果符合得很好.

深亚微米器件沟道长度对总剂量辐照效应的影响

研究了180 nm互补金属氧化物半导体技术下的器件沟道长度对总剂量辐照效应的影响.在其他条件如辐照偏置、器件结构等不变的情况下,氧化层中的陷阱电荷决定了辐照响应.浅沟槽隔离氧化层中的陷阱电荷使得寄生的侧壁沟道反型,从而形成大的关态泄漏电流.这个电流与沟道长度存在一定的关系,沟道长度越短,泄漏电流越大.首次发现辐照会增强这个电流的沟道长度调制效应,从而使得器件进一步退化.