搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于环形栅和半环形栅N沟道金属氧化物半导体晶体管的总剂量辐射效应研究

范雪 李威 李平 张斌 谢小东 王刚 胡滨 翟亚红

基于环形栅和半环形栅N沟道金属氧化物半导体晶体管的总剂量辐射效应研究

范雪, 李威, 李平, 张斌, 谢小东, 王刚, 胡滨, 翟亚红
PDF
导出引用
  • 在商用0.35 m互补金属氧化物半导体工艺上制备了两种栅氧化层厚度(tox)的条形栅、环形栅和半环形栅N沟道金属氧化物半导体 (n-channel metal oxide semiconductor, 简记为NMOS) 晶体管, 并进行了2000 Gy(Si)的总剂量辐射效应实验. 实验结果显示, 栅氧厚度对阈值电压漂移的影响大于栅氧厚度的3次方. 对于tox为11 nm的低压NMOS晶体管, 通过环形栅或半环形栅的加固方式能将其抗总剂量辐射能力从300 Gy(Si)提高到2000 Gy(Si)以上; 而对于tox为26 nm的高压NMOS晶体管, 通过环栅或半环栅的加固方式, 则只能在低于1000 Gy(Si)的总剂量下, 一定程度地抑制截止漏电流的增加. 作为两种不同的版图加固方式, 环形栅和半环形栅对同一tox的NMOS器件加固效果类似, 环形栅的加固效果略优于半环形栅. 对于上述实验结果, 进行了理论分析并阐释了产生这些现象的原因.
    [1]

    Chen P X 2005 Radiation Effects on Semiconductor Devices and Integrated Circuits (Beijing: National Defense Industry Press) p28 (in Chinese) [陈盘训 2005 半导体器件和集成电路的辐射效应 (北京: 国防工业出版社) 第28页]

    [2]

    Hughes H L, Benedetto J M 2003 IEEE Trans. Nucl. Sci. 50 500

    [3]

    Zhao L, Yang X H 2010 Electron. Pack. 10 31 (in Chinese) [赵力, 杨晓花 2010 电子与封装 10 31]

    [4]

    Feng Y J, Hua G X, Liu S F 2007 J. Astron. 28 1071 (in Chinese) [冯彦君, 华更新, 刘淑芬 2007 宇航学报 10 1071]

    [5]

    Dodd P E, Shaneyfelt M R, Schwank J R, Felix J A 2010 IEEE Trans. Nucl. Sci. 57 1747

    [6]

    Faccio F, Cervelli G 2005 IEEE Trans. Nucl. Sci. 52 2413

    [7]

    Lacoe R C 2008 IEEE Trans. Nucl. Sci. 55 1903

    [8]

    Lacoe R C, Osborn J V, Koga R, Brown S, Mayer D C 2000 IEEE Trans. Nucl. Sci. 55 1903

    [9]

    Chen L, Gingrich D M 2005 IEEE Trans. Nucl. Sci. 52 861

    [10]

    Luo Y H, Guo H X, Zhang F Q, Yao Z B, He B P, Yue S G 2010 Res. Prog. Study Solid Electron. 30 37 (in Chinese) [罗尹虹, 郭红霞, 张凤祁, 姚志斌, 何宝平, 岳素格 2010 固体电子学研究与进展 30 37]

    [11]

    Lacoe R C, Osborn J V, Mayer D C, Brown S, Hunt D R 1998 IEEE Radiation Effects Data Workshop Record Newport Beach, July 24, 1998 p104

    [12]

    Lacoe R C, Osborn J V, Mayer D C, Brown S, Hunt D R 2001 IEEE Radiation Effects Data Workshop Record Vancouver, July 16–20, 2001 p72

    [13]

    He B P, Chen W, Wang G Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 3546 (in Chinese) [何宝平, 陈伟, 王桂珍 2006 物理学报 55 3546]

    [14]

    Nowlin R N, McEndree S R, Wilson A L, Alexander D R 2005 IEEE Trans. Nucl. Sci. 52 2495

    [15]

    Lai Z W, Bao Z M, Song T Q, Wang C H, Huang S M 1998 Radiation Hardening Electronics (Beijing: National Defense Industry Press) p73 (in Chinese) [赖祖武, 包宗明, 宋铁歧, 王长河, 黄胜明 1998 抗辐射电子学 (北京: 国防工业出版社) 第73页]

    [16]

    Gu W P, Zhang J C, Wang C, Feng Q, Ma X H, Hao Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 1161 (in Chinese) [谷文萍, 张进城, 王冲, 冯倩, 马晓华, 郝跃 2009 物理学报 58 1161]

    [17]

    Lacoe R C, Osborn J V, Mayer D C, Brown S 2001 6th European Conference on Radiation and Its Effects on Compenents and Systems September 10–14, 2001 p464

  • [1]

    Chen P X 2005 Radiation Effects on Semiconductor Devices and Integrated Circuits (Beijing: National Defense Industry Press) p28 (in Chinese) [陈盘训 2005 半导体器件和集成电路的辐射效应 (北京: 国防工业出版社) 第28页]

    [2]

    Hughes H L, Benedetto J M 2003 IEEE Trans. Nucl. Sci. 50 500

    [3]

    Zhao L, Yang X H 2010 Electron. Pack. 10 31 (in Chinese) [赵力, 杨晓花 2010 电子与封装 10 31]

    [4]

    Feng Y J, Hua G X, Liu S F 2007 J. Astron. 28 1071 (in Chinese) [冯彦君, 华更新, 刘淑芬 2007 宇航学报 10 1071]

    [5]

    Dodd P E, Shaneyfelt M R, Schwank J R, Felix J A 2010 IEEE Trans. Nucl. Sci. 57 1747

    [6]

    Faccio F, Cervelli G 2005 IEEE Trans. Nucl. Sci. 52 2413

    [7]

    Lacoe R C 2008 IEEE Trans. Nucl. Sci. 55 1903

    [8]

    Lacoe R C, Osborn J V, Koga R, Brown S, Mayer D C 2000 IEEE Trans. Nucl. Sci. 55 1903

    [9]

    Chen L, Gingrich D M 2005 IEEE Trans. Nucl. Sci. 52 861

    [10]

    Luo Y H, Guo H X, Zhang F Q, Yao Z B, He B P, Yue S G 2010 Res. Prog. Study Solid Electron. 30 37 (in Chinese) [罗尹虹, 郭红霞, 张凤祁, 姚志斌, 何宝平, 岳素格 2010 固体电子学研究与进展 30 37]

    [11]

    Lacoe R C, Osborn J V, Mayer D C, Brown S, Hunt D R 1998 IEEE Radiation Effects Data Workshop Record Newport Beach, July 24, 1998 p104

    [12]

    Lacoe R C, Osborn J V, Mayer D C, Brown S, Hunt D R 2001 IEEE Radiation Effects Data Workshop Record Vancouver, July 16–20, 2001 p72

    [13]

    He B P, Chen W, Wang G Z 2006 Acta Phys. Sin. 55 3546 (in Chinese) [何宝平, 陈伟, 王桂珍 2006 物理学报 55 3546]

    [14]

    Nowlin R N, McEndree S R, Wilson A L, Alexander D R 2005 IEEE Trans. Nucl. Sci. 52 2495

    [15]

    Lai Z W, Bao Z M, Song T Q, Wang C H, Huang S M 1998 Radiation Hardening Electronics (Beijing: National Defense Industry Press) p73 (in Chinese) [赖祖武, 包宗明, 宋铁歧, 王长河, 黄胜明 1998 抗辐射电子学 (北京: 国防工业出版社) 第73页]

    [16]

    Gu W P, Zhang J C, Wang C, Feng Q, Ma X H, Hao Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 1161 (in Chinese) [谷文萍, 张进城, 王冲, 冯倩, 马晓华, 郝跃 2009 物理学报 58 1161]

    [17]

    Lacoe R C, Osborn J V, Mayer D C, Brown S 2001 6th European Conference on Radiation and Its Effects on Compenents and Systems September 10–14, 2001 p464

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  3295
  • PDF下载量:  636
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-30
  • 修回日期:  2011-04-16
  • 刊出日期:  2012-01-05

基于环形栅和半环形栅N沟道金属氧化物半导体晶体管的总剂量辐射效应研究

  • 1. 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054

摘要: 在商用0.35 m互补金属氧化物半导体工艺上制备了两种栅氧化层厚度(tox)的条形栅、环形栅和半环形栅N沟道金属氧化物半导体 (n-channel metal oxide semiconductor, 简记为NMOS) 晶体管, 并进行了2000 Gy(Si)的总剂量辐射效应实验. 实验结果显示, 栅氧厚度对阈值电压漂移的影响大于栅氧厚度的3次方. 对于tox为11 nm的低压NMOS晶体管, 通过环形栅或半环形栅的加固方式能将其抗总剂量辐射能力从300 Gy(Si)提高到2000 Gy(Si)以上; 而对于tox为26 nm的高压NMOS晶体管, 通过环栅或半环栅的加固方式, 则只能在低于1000 Gy(Si)的总剂量下, 一定程度地抑制截止漏电流的增加. 作为两种不同的版图加固方式, 环形栅和半环形栅对同一tox的NMOS器件加固效果类似, 环形栅的加固效果略优于半环形栅. 对于上述实验结果, 进行了理论分析并阐释了产生这些现象的原因.

English Abstract

参考文献 (17)

目录

    /

    返回文章
    返回