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总剂量效应致0.13m部分耗尽绝缘体上硅N型金属氧化物半导体场效应晶体管热载流子增强效应

周航 郑齐文 崔江维 余学峰 郭旗 任迪远 余德昭 苏丹丹

总剂量效应致0.13m部分耗尽绝缘体上硅N型金属氧化物半导体场效应晶体管热载流子增强效应

周航, 郑齐文, 崔江维, 余学峰, 郭旗, 任迪远, 余德昭, 苏丹丹
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  • 空间科学的进步对航天用电子器件提出了更高的性能需求, 绝缘体上硅(SOI)技术由此进入空间科学领域, 这使得器件的应用面临深空辐射环境与地面常规可靠性的双重挑战. 进行SOI N型金属氧化物半导体场效应晶体管电离辐射损伤对热载流子可靠性的影响研究, 有助于对SOI器件空间应用的综合可靠性进行评估. 通过预辐照和未辐照、不同沟道宽长比的器件热载流子试验结果对比, 发现总剂量损伤导致热载流子损伤增强效应, 机理分析表明该效应是STI辐射感生电场增强沟道电子空穴碰撞电离率所引起. 与未辐照器件相比, 预辐照器件在热载流子试验中的衬底电流明显增大, 器件的转移特性曲线、输出特性曲线、跨导特性曲线以及关键电学参数VT, GMmax, IDSAT退化较多. 本文还对宽沟道器件测试中衬底电流减小以及不连续这一特殊现象进行了讨论.
      通信作者: 余学峰, yuxf@ms.xjb.ac.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11475255)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-16
  • 修回日期:  2016-02-04
  • 刊出日期:  2016-05-05

总剂量效应致0.13m部分耗尽绝缘体上硅N型金属氧化物半导体场效应晶体管热载流子增强效应

  • 1. 中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室, 新疆电子信息材料与器件 重点实验室, 中国科学院新疆理化技术研究所, 乌鲁木齐 830011;
  • 2. 新疆电子信息材料与器件重点实验室, 乌鲁木齐 830011;
  • 3. 中国科学院大学, 北京 100049
  • 通信作者: 余学峰, yuxf@ms.xjb.ac.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11475255)资助的课题.

摘要: 空间科学的进步对航天用电子器件提出了更高的性能需求, 绝缘体上硅(SOI)技术由此进入空间科学领域, 这使得器件的应用面临深空辐射环境与地面常规可靠性的双重挑战. 进行SOI N型金属氧化物半导体场效应晶体管电离辐射损伤对热载流子可靠性的影响研究, 有助于对SOI器件空间应用的综合可靠性进行评估. 通过预辐照和未辐照、不同沟道宽长比的器件热载流子试验结果对比, 发现总剂量损伤导致热载流子损伤增强效应, 机理分析表明该效应是STI辐射感生电场增强沟道电子空穴碰撞电离率所引起. 与未辐照器件相比, 预辐照器件在热载流子试验中的衬底电流明显增大, 器件的转移特性曲线、输出特性曲线、跨导特性曲线以及关键电学参数VT, GMmax, IDSAT退化较多. 本文还对宽沟道器件测试中衬底电流减小以及不连续这一特殊现象进行了讨论.

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