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总剂量辐照对热载流子效应的影响研究

何玉娟 章晓文 刘远

总剂量辐照对热载流子效应的影响研究

何玉娟, 章晓文, 刘远
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  • 研究了总剂量辐照效应对0.35 m n型金属-氧化物-半导体(NMOS)器件热载流子测试的影响.试验结果表明:经过100 krad(Si)总剂量辐照后进行5000 s的热载流子测试,NMOS器件阈值电压随着总剂量的增大而减小,然后随热载流子测试时间的增加而增大,且变化值远远超过未经过总剂量辐照的器件;总剂量辐照后经过200 h高温退火,再进行5000 s的热载流子测试,其热载流子退化值远小于未高温退火的样品,但比未辐照的样品更明显,即总剂量辐照与热载流子的协同效应要超过两种效应的简单叠加.根据两种效应的原理分析,认为总剂量辐照感生氧化层陷阱电荷中的空穴与热电子复合减少了正氧化层的陷阱电荷,但辐照感生界面态俘获热电子形成负的界面陷阱电荷,表现为两者的协同效应模拟方式比单机理模拟方式对器件的影响更严重.
      通信作者: 何玉娟, heyu0000@126.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61574048,61204112)和广东省科技重大专项(批准号:2015B090912002)资助的课题.
    [1]

    Fleetwood D M, Xiong H D, Lu Z Y 2002 IEEE Trans. Nucl. Sci. 49 2674

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    Oldham T R, McLean F B 2003 IEEE Trans. Nucl. Sci. 50 483

    [3]

    Hu C, Tam S C, Hsu F C 1985 IEEE Trans. Electron Dev. 32 375

    [4]

    Heremans P, Bellens R, Groeseneken G 1988 IEEE Trans. Electron Dev. 35 2194

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    Cui J W, Yu X F, Ren D Y, Lu J 2012 Acta Phys. Sin. 61 026102 (in Chinese)[崔江维, 余学峰, 任迪远, 卢健2012物理学报 61 026102]

    [6]

    Silvestri M, Gerardin S, Paccagnella A, Faccio F 2008 IEEE Trans. Nucl. Sci. 55 3216

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    Ren D Y, Yu X F, Erkin, Zhang G Q, Lu W, Guo Q, Fan L, Yan R L 2001 Res. Prog. SSE 21 103 (in Chinese)[任迪远, 余学峰, 艾尔肯, 张国强, 陆妩, 郭旗, 范隆, 严荣良2001固体电子学研究与进展 21 103]

    [8]

    Winokur P S, Schwank J R, McWhorter P J, Dressendorfer P V, Turpin D C 1984 IEEE Trans. Nucl. Sci. 31 1453

    [9]

    Mileusnic S, Zivanov M, Habas P 2002 11th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference Cairo, Egypt, May 7-9, 2002 p31

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    Ang C H, Ling C H, Cheng Z Y, Kim S J, Cho B J 2000 IEEE Trans. Nucl. Sci. 47 2758

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    Sze S M 1988 Physics of Semiconductor Devices (Hoboken:John Wiley & Sons, Inc.) p431

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    Mileusnic S, Zivanov M, Habas P 2002 11th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference Cairo, Egypt, May 7-9, 2002 p31

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    Ang C H, Ling C H, Cheng Z Y, Kim S J, Cho B J 2000 IEEE Trans. Nucl. Sci. 47 2758

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    Sze S M 1988 Physics of Semiconductor Devices (Hoboken:John Wiley & Sons, Inc.) p431

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-11
  • 修回日期:  2016-08-29
  • 刊出日期:  2016-12-05

总剂量辐照对热载流子效应的影响研究

  • 1. 工业和信息化部电子第五研究所, 电子元器件可靠性物理及其应用技术国家重点实验室, 广州 510610
  • 通信作者: 何玉娟, heyu0000@126.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61574048,61204112)和广东省科技重大专项(批准号:2015B090912002)资助的课题.

摘要: 研究了总剂量辐照效应对0.35 m n型金属-氧化物-半导体(NMOS)器件热载流子测试的影响.试验结果表明:经过100 krad(Si)总剂量辐照后进行5000 s的热载流子测试,NMOS器件阈值电压随着总剂量的增大而减小,然后随热载流子测试时间的增加而增大,且变化值远远超过未经过总剂量辐照的器件;总剂量辐照后经过200 h高温退火,再进行5000 s的热载流子测试,其热载流子退化值远小于未高温退火的样品,但比未辐照的样品更明显,即总剂量辐照与热载流子的协同效应要超过两种效应的简单叠加.根据两种效应的原理分析,认为总剂量辐照感生氧化层陷阱电荷中的空穴与热电子复合减少了正氧化层的陷阱电荷,但辐照感生界面态俘获热电子形成负的界面陷阱电荷,表现为两者的协同效应模拟方式比单机理模拟方式对器件的影响更严重.

English Abstract

参考文献 (11)

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