高温恒定电场栅氧化层TDDB寿命测试方法研究

介绍了薄栅氧化层TDDB可靠性评价的高温恒定电场试验方法,并完成了E模型的参数提取,同时以MOS电容栅电流Ig为失效判据。对某工艺的MOS电容栅氧化层TDDB寿命进行了评价。该试验方法解决了在高温条件下对工作器件进行可靠性评价的问题,方法简便可靠,适用于亚微米和深亚微米工艺线的可靠性评价。     

斜坡电压法评价栅氧化层TDDB寿命

随着MOS集成电路向深亚微米方向发展,栅氧化层的电场强度越来越高,与时间有关的介质击穿(TDDB)效应成了更突出的可靠性问题.对栅氧化层TDDB寿命的评价一直受到人们的重视.主要评价方法有恒定电压法、恒定电流法和斜坡电压法.恒定电压法具有理论完善、所需仪器简单的优点.但由于栅氧化层的TDDB寿命主要取决于氧化层中的缺陷状况,随机性很大,很难选择合适的试验电压,大大限制了它的应用.恒定电流法也存在类似的问题.新的评价方法是斜坡电压法,它是在栅氧化层上施加从零伏开始随时间线性增加的电压,试     

薄栅氧化层的TDDB研究

随着超大规模集成电路的不断发展,薄栅氧化层的质量对器件和电路可靠性的作用越来越重要。经时绝缘击穿(TDDB)是评价薄栅氧化层质量的重要方法。本文重点介绍了TDDB的几种主要击穿模型和机理,比较了软击穿和硬击穿过程的联系与区别,并初步分析了TDDB与测试电场、温度以及氧化层厚度的关系。     

薄棚氧化层的TDDB研究

随着超大规模集成电路的不断发展,薄栅氧化层的质量对器件和电路可靠性的作用越来越重要.经时绝缘击穿(TDDB)是评价薄栅氧化层质量的重要方法.本文重点介绍了TDDB的几种主要击穿模型和机理,比较了软击穿和硬击穿过程的联系与区别,并初步分析了TDDB与测试电场、温度以及氧化层厚度的关系.     

20nm栅氧化层的制备及其特性研究

一前言在MOS集成电路中，栅氧化层的质量好坏直接影响到电路的性能、可靠性和成品率。随着超大规模集成电路技术的发展，对栅氧化的要求也越来越高。根据尺寸缩小原则，l微米CMOS要求栅氧厚度为20nm。有资料表明，当栅氧厚度小于40nm或更薄时，电路的失效主要是由棚的击穿造成的，因此超薄栅氧的质量尤显重要。本文主要从三个方面对20nm超薄栅氧进行研究：1）20nm椰氧的生长技术；2）氧化物电荷的控制，主要研究Qm的控制；3）氧化击穿电荷QBD研究，这是一个反映超薄栅氧质量及可靠性的参数。这三个方面的研究是相互关联的，必须统一考…     

薄栅氧化层斜坡电压TDDB击穿参数的研究

随着超大规模集成电路的不断发展,薄栅氧化层的质量对器件和电路的可靠性的作用越来越重要。经时绝缘击穿（TDDB）是评价薄栅氧化层质量的重要方法。本次实验主要是通过斜坡电压实验来研究薄栅氧化层的TDDB,测出斜坡电压时氧化层的击穿电压、击穿电荷以及击穿时间,研究了斜坡电压情况下,栅氧化层击穿电荷、击穿电压和外加电压斜率等击穿参数间的依赖关系。     

含氟超薄栅氧化层的抗击穿特性研究

对含 F超薄栅氧化层的击穿特性进行了实验研究。实验结果表明 ,在栅介质中引入适量的 F可以明显地提高栅介质的抗击穿能力。分析研究表明 ,栅氧化层的击穿主要是由于正电荷的积累造成的 ,F的引入可以对 Si/Si O2 界面和 Si O2 中的 O3 ≡ Si·与 Si3 ≡ Si·等由工艺引入的氧化物陷阱和界面陷阱进行补偿 ,从而减少了初始固定正电荷和 Si/Si O2 界面态 ,提高了栅氧化层的质量。研究结果表明 ,器件的击穿电压与氧化层面积有一定的依赖关系 ,随着栅氧化层面积的减小 ,器件的击穿电压增大。     

高质量栅氧化层的制备及其辐照特性研究

通过大量工艺实验开发了采用低温Ｈ２－Ｏ２合成氧化方法制备薄栅氧化层的工艺技术,得到了性能优良的薄栅氧化层,对于厚度为３０ｎｍ的栅氧化层,其平均击穿电压为３０Ｖ,Ｓｉ／ＳｉＯ２界面态密度小于３．５×１０１０ｃｍ－２．该工艺现已成功地应用于薄膜全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ工艺中．同时还开展了采用低温Ｈ２－Ｏ２薄栅氧化工艺制备的全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ器件的抗总剂量辐照特性研究,采用低温Ｈ２－Ｏ２合成氧化方法制备的ＳＯＩ器件的抗辐照特性明显优于采用常规干氧氧化方法制备的器件,Ｈ２－Ｏ２低温氧化工艺是制备抗核加固ＣＭＯＳ     

复合型栅氧化层薄膜双栅MOSFET研究

通过对硅膜中最低电位点电位的修正,得到复合型栅氧化层薄膜双栅MOSFET亚阈值电流模型以及阈值电压模型。利用MEDICI软件,针对薄膜双栅MOSFET,对四种复合型栅氧化层结构DIDG MOSFET(Dual insulator double gate MOSFET)进行了仿真。通过仿真可知:在复合型结构中,随着介电常数差值的增大,薄膜双栅器件的短沟道效应和热载流子效应得到更有效的抑制,同时击穿特性也得到改善。此外在亚阈值区中,亚阈值斜率也可以通过栅氧化层设计进行优化,复合型结构器件的亚阈值斜率更小,性能更优越。     

薄栅氧化层斜坡电压TDDB寿命评价

随着超大规模集成电路的不断发展，薄栅氧化层的质量对器件和电路可靠性的作用越来越重要。经时绝缘击穿（TDDB）是评价薄栅氧化层质量的重要方法。文章着重于薄栅氧化层TD-DB可靠性评价的斜坡电压试验方法的研究，基于斜坡电压实验，提取模型参数，分别利用线性场模型和定量物理模型，外推出工作电压下栅氧化层的寿命。通过分析斜坡电压实验时氧化层的击穿过程，提出斜坡电压实验时利用统一模型外推栅氧化层的寿命比较合适。     

薄栅氧化层相关击穿电荷

栅氧化层厚度的减薄要求深入研究薄栅介质的击穿和退化之间的关系 .利用衬底热空穴注入技术分别控制注入到薄栅氧化层中的热电子和空穴量 ,对相关击穿电荷进行了测试和研究 .结果表明薄栅氧化层击穿的限制因素依赖于注入热电子量和空穴量的平衡 .提出薄栅氧化层的击穿是在注入的热电子和空穴的共同作用下发生的新观点 .建立了 Si O2 介质击穿的物理模型并给出了理论分析     

衬底热空穴注入下的薄栅氧化层击穿特性

利用衬底热空穴 (SHH)注入技术 ,分别定量研究了热电子和空穴注入对薄栅氧化层击穿的影响 ,讨论了不同应力条件下的阈值电压变化 .阈值电压的漂移表明是正电荷陷入氧化层中 ,而热电子的存在是氧化层击穿的必要条件 .把阳极空穴注入模型和电子陷阱产生模型统一起来 ,提出了薄栅氧化层的击穿是与电子导致的空穴陷阱相关的 .研究结果表明薄栅氧化层击穿的限制因素依赖于注入热电子量和空穴量的平衡 .认为栅氧化层的击穿是一个两步过程 .第一步是注入的热电子打断 Si— O键 ,产生悬挂键充当空穴陷阱中心 ,第二步是空穴被陷阱俘获 ,在氧化层中产生导电通路     

衬底热空穴耦合的薄栅TDDB效应

通过衬底热空穴 (SHH,Substrate Hot Hole)注入技术 ,对 SHH增强的薄 Si O2 层击穿特性进行了研究 .与通常的 F- N应力实验相比 ,SHH导致的薄栅氧化层击穿显示了不同的击穿特性 .其击穿电荷要比 F- N隧穿的击穿电荷大得多 ,栅氧化层的击穿电荷量与注入的空穴流密度和注入时空穴具有的能量以及栅电压有关 .这些新的实验结果表明 F- N应力导致的薄栅氧化层的击穿不仅由注入的空穴数量决定 .提出了一个全新的衬底热空穴耦合的TDDB(Tim e Dependent Dielectric Breakdown)模型     

FN应力下超薄栅N-MOSFET失效的统计特征及寿命预测

通过对不同氧化层厚度的 N- MOSFET在各种条件下加速寿命实验的研究 ,发现栅电压漂移符合 Weibull分布 . Weibull分布统计分析表明 ,5 .0、 7.0和 9.0 nm器件在 2 7和 10 5℃下本征失效的形状因子相同 ,即本征失效的失效机制在高低温度下相同 .非本征失效的比例随温度升高而增大 .在此基础上得出平均寿命 (t50 )与加速电场E成指数关系 ,进而提出了器件的寿命预测方法 .此方法可预测超薄栅 N- MOSFET在 FN应力下的寿命     

VDMOS场效应晶体管电路模型的构造及参数提取

从VDMOS的物理结构出发建立子电路模型,进而导出描述其交直流特性的参数及模型公式.相对以往文献的结果,该模型避免了过多工艺参数的引入,同时对子电路进行了有效的简化.在参数提取软件中的加载结果表明,该模型结构简单,运算速度快,物理概念清晰,拟合曲线与测试数据符合精度高(直流误差5%以内,交流误差10%以内),适于在电路模拟及参数提取软件中应用.     

VDMOS场效应晶体管电路模型的构造及参数提取

从VDMOS的物理结构出发建立子电路模型,进而导出描述其交直流特性的参数及模型公式.相对以往文献的结果,该模型避免了过多工艺参数的引入,同时对子电路进行了有效的简化.在参数提取软件中的加载结果表明,该模型结构简单,运算速度快,物理概念清晰,拟合曲线与测试数据符合精度高(直流误差5%以内,交流误差10%以内),适于在电路模拟及参数提取软件中应用.