不同偏置下全耗尽SOI NMOSFET总剂量抗辐射的研究

研究了不同偏置条件下,全耗尽SOI NMOSFET的总剂量抗辐射特性,主要讨论不同偏置条件对器件中陷获电荷的产生和分布,以及由此对器件性能产生的影响.通过器件模拟发现,在辐射过程中器件的偏置条件不同,造成器件的有源区和埋氧层中电场的分布有着很大的差异.而俘获电荷的产生与电场又有着紧密的联系,所以造成了俘获电荷的分布和密度有很大的不同,从而对器件的影响也不同.模拟结果表明,在三种不同的偏置条件下,OFF态(关态)时背沟道附近陷获电荷密度最高,以常数电流法估算出的阈值电压负漂移最大,同时引起了最大的本底静态漏电流.     

不同偏置下全耗尽SOI NMOSFET总剂量抗辐射的研究

研究了不同偏置条件下,全耗尽SOI NMOSFET的总剂量抗辐射特性,主要讨论不同偏置条件对器件中陷获电荷的产生和分布,以及由此对器件性能产生的影响.通过器件模拟发现,在辐射过程中器件的偏置条件不同,造成器件的有源区和埋氧层中电场的分布有着很大的差异.而俘获电荷的产生与电场又有着紧密的联系,所以造成了俘获电荷的分布和密度有很大的不同,从而对器件的影响也不同.模拟结果表明,在三种不同的偏置条件下,OFF态（关态）时背沟道附近陷获电荷密度最高,以常数电流法估算出的阈值电压负漂移最大,同时引起了最大的本底静态漏电流.     

Si离子注入对SIMOX SOI材料抗总剂量辐照性能的影响

为了提高SIMOX SOI材料抗总剂量辐照的能力,采用硅注入绝缘埋层后退火得到改性的SIMOX SOI材料.辐照前后,用pseudo-MOSFET方法测试样品的ID-VG特性曲线.结果表明,合适的硅离子注入工艺能有效提高材料抗总剂量辐照的能力.     

Si离子注入对SIMOX SOI材料抗总剂量辐照性能的影响

为了提高SIMOX SOI材料抗总剂量辐照的能力,采用硅注入绝缘埋层后退火得到改性的SIMOX SOI材料．辐照前后,用pseudo-MOSFET方法测试样品的ID-VG特性曲线．结果表明,合适的硅离子注入工艺能有效提高材料抗总剂量辐照的能力．     

SOI MOSFET器件X射线总剂量效应研究

研究了以10keV X射线为辐照源对注氧隔离(SIMOX)SOI MOSFET器件进行辐照的总剂量效应.采用ARACOR 10keV X射线对埋氧层加固样品与未加固的对比样品在开态和传输门态两种辐照偏置下进行辐照,分析了器件的特性曲线,并计算了SOI MOS器件前栅与寄生背栅晶体管辐照前后的阈值电压的漂移.实验结果表明,加固样品的抗辐射性能优越,且不同的辐照偏置对SOI MOSFET器件的辐照效应产生不同的影响.     

对异型硅岛实现的厚膜全耗尽SOIMOSFET的模拟研究

本文提出了用异型硅岛实现的厚膜全耗尽(FD)SOI MOSFET的新结构,并分析了其性能与结构参数的关系.通过在厚膜SOI MOSFET靠近背栅的界面形成一个相反掺杂的硅岛,从而使得厚膜SOI MOSFET变成全耗尽器件.二维模拟显示,通过对异型硅岛的宽度、厚度、掺杂浓度以及在沟道中位置的分析与设计,厚膜SOI MOSFET不仅实现了全耗尽,从而克服了其固有的Kink效应,而且驱动电流也大大增加,器件速度明显提高,同时短沟性能也得到改善.模拟结果证明:优化的异型硅岛应该位于硅膜的底部中央处,整个宽度约为沟道长度的五分之三,厚度大约等于硅膜厚度的一半,掺杂浓度只要高出硅膜的掺杂浓度即可.重要的是,异型硅岛的设计允许其厚度、宽度、掺杂浓度以及位置的较大波动.可以看出,异型硅岛实现的厚膜全耗尽 SOI MOSFET 为厚膜SOI器件提供了一个更广阔的设计空间.     

总剂量加固对SOINMOS器件抗辐射特性的影响

采用埋层改性工艺对部分耗尽SOI NMOS器件进行总剂量加固,通过测试器件在辐射前后的电学性能研究加固对SOI NMOS器件抗辐射特性的影响。加固在埋氧层中引入电子陷阱,辐射前在正负背栅压扫描时,电子陷阱可以释放和俘获电子,导致背栅阈值电压产生漂移,漂移大小与引入电子陷阱的量有关。通过加固可以有效提高器件的抗总剂量辐射特性,电子陷阱的量对器件的抗辐射性能具有显著影响。     

基于体硅衬底制作全耗尽FinFET器件的工艺方案

随着MOS器件缩小到纳米尺寸,为了改善器件性能,三维全耗尽FinFET器件受到广泛关注和研究.基于体硅衬底,已实现不同结构的FinFET,如双栅、三栅、环栅等结构.不同于SOI衬底FinFET,对于双栅或三栅结构,体硅衬底制作FinFET可能存在源漏穿通问题,对于环栅FinFET器件,工艺实现是一个很大的挑战.综述了目前解决源漏穿通问题的各种工艺方案,提出了全新的基于体硅衬底制作环栅FinFET的工艺方案,并展示了关键步骤的具体工艺实验结果.     

总剂量辐射对0.5μm部分耗尽SOI CMOS器件的影响

介绍了基于SIMOX SOI晶圆的0.5μm PD SOI CMOS器件的抗总剂量辐射性能。通过CMOS晶体管的阈值电压漂移,泄漏电流和32位DSP电路静态电流随总剂量辐射从0增加到500 krad(Si)的变化来表现该工艺技术的抗电离总剂量辐射能力。对于H型(无场区边缘)NMOS晶体管,前栅阈值电压漂移小于0.1 V;对于H型PMOS晶体管,前栅阈值电压漂移小于0.15 V;未发现由辐射引起的显著漏电。32位DSP电路在500 krad(Si)范围内,静态电流小于1 m A。通过实验数据表明,在较高剂量辐射条件下,利用该工艺制造的ASIC电路拥有良好的抗总剂量辐射性能。     

硅膜厚度和背栅对SIMOX／SOI薄膜全耗尽MOSFET特性影响的研究

本文报道了薄膜ＳＩＭＯＸ／ＳＯＩ材料上全耗尽ＭＯＳＦＥＴ的制备情况，并对不同硅膜厚度和不同背面栅压下的器件特性进行了分析和比较．实验结果表明，全耗尽器件完全消除了＂Ｋｉｎｋ＂效应，低场电子迁移率典型值为６２０ｃｍ２／Ｖ·ｓ，空穴迁移率为２１０ｃｍ２／Ｖ·ｓ，泄漏电流低于１０－１２Ａ；随着硅膜厚度的减簿，器件的驱动电流明显增加，亚阈值特性得到改善；全耗尽器件正、背栅之间有强烈的耦合作用，背表面状况可以对器件特性产生明显影响．该工作为以后薄膜全耗尽ＳＩＭＯＸ／ＳＯＩ电路的研制与分析奠定了基础．     

Effects of Si implantation on the total dose hardness of fully-depleted SIMOX wafers

rials.     

环栅CMOS/SOI的X射线总剂量辐射效应研究

采用硅离子注入工艺对注氧隔离(SIMOX)绝缘体上硅(SOI)材料作出改性,分别在改性材料和标准SIMOXSOI材料上制作部分耗尽环型栅CMOS/SOI器件,并采用10keVX射线对其进行了总剂量辐照试验。实验表明,同样的辐射总剂量条件下,采用改性材料制作的器件与标准SIMOX材料制作的器件相比,阈值电压漂移小得多,亚阈漏电也得到明显改善,说明改性SIMOXSOI材料具有优越的抗总剂量辐射能力。     

Radiation hardness improvement of separation-by-implantation-of-oxygen/silicon-on-insulator material by nitrogen ion implantation

In our work, nitrogen ions were implanted into separation-by-implantation-of-oxygen (SIMOX) wafers to improve the radiation hardness of the SIMOX material. The experiments of secondary ion mass spectroscopy (SIMS) analysis showed that some nitrogen ions were distributed in the buried oxide layers and some others were collected at the Si/SiO₂ interface after annealing. The results of electron paramagnetic resonance (EPR) suggested the density of the defects in the nitrided samples changed with different nitrogen ion implantation energies. Semiconductor-insulator-semiconductor (SIS) capacitors were made on the materials, and capacitance-voltage (C-V) measurements were carried out to confirm the results. The super total dose radiation tolerance of the materials was verified by the small increase of the drain leakage current of the metal-oxide-semiconductor field effect transistor with n-channel (NMOSFETs) fabricated on the materials before and after total dose irradiation. The optimum implantation energy was also determined.     

退火方式和气氛对SIMOX材料质量的影响

本文较为详细地研究了退火程序、退火气氛和注入方式对ＳＩＭＯＸ材料质量的影响，结果表明，采用二重或三重注入并在Ａｒ＋０．５％Ｏ２中退火，可以获得光滑平整的Ｓｉ／ＳｉＯ２界面和高质量的表面硅层。     

抗辐射数字电路加固技术研究

文章对电路抗辐射的机理进行了研究,提出了几种提高数字电路抗辐射能力的方法:通过工艺控制减小辐射后的背栅阈值电压漂移,通过版图增加体接触、采用环型栅等结构提高单元的抗辐射能力,通过对电路关键节点的加固提高整体电路的抗辐射能力。为了验证加固方法的可靠性,设计了一款电路进行抗总剂量、抗瞬态剂量率、抗中子辐射、抗单粒子辐射等多种试验。通过辐照试验结果可以看到,采用抗辐照方法设计的电路具有较强的抗辐照能力,为今后抗辐照电路的研制和开发奠定了坚实的基础。     

重金属杂质对SIMOX片的沾污研究

对国内外几种SIMOX硅薄样品进行位错密度测量,再用紫外光致荧光法（UVF）对其在集成电路工艺流片前后的Fe,Cu,Ni,Mo等重离子沾污作对比测定,结合SIMOX／MOS管的漏电行性,作为简要的机理分析,结果表明,重离子沾污不但在形成SIMOX结构时产生,在集成电路工艺流片过程中也会发生,并明显影响MOSFET的性能,重金属杂质的沾污程序与SIMOX材料的位错密度密切相关,位错密度可能是沾污重金属原子的吸收中心。要降低重金属杂质的沾污首先必须降低SIMOX材料的位错密度。     

注氮工艺对SIMOX器件电特性的影响

研究了氮离子注入对SIMOX器件电特性的影响． 氮注入SIMOX的埋氧层并退火后，将减小前栅MOSFET/SIMOX的阈电压，提高其漏源击穿电压但对栅击穿电压影响较小.氮注入方式对SIMOX器件的I-V特性有重要影响．