含F栅介质的击穿特性研究

本文研究了ＭＯＳ结构击穿电压与极性和栅面积之间的相互依赖关系、栅介质中Ｆ离子的引入对击穿电压的影响．结果表明，击穿电压受热电子贯穿方向制约；栅面积与击穿电压之间无明显依赖关系；一定量的Ｆ离子引入栅介质对击穿电压大小不造成多大影响．用一定模型解释了实验结果     

集成电路中栅介质膜的C—V测试误差分析及其修正模型

通过具有各种串联电路的ＭＯＳ电容的分析测试表明：串联电阻引起ＭＯＳＣ－Ｖ特性畸变，失真，并与介质膜电容大小有关；串联电容使ＭＯＳＣ－Ｖ特性严重不稳定；而当存在电容和电阻并联的串联电路时，即使串联电路中的电阻高达１ＫΩ以上，只要其并联的电容远大于介质膜电容，这个串联电路的影响就可以抱略不计。也测试分析了硅衬底参数和测试环境对ＭＯＳＣ－Ｖ特性的影响。指出了改善测试分析准确性的各种有效途径。提出了ＭＯＳ     

用于ULSI电路的超薄栅介质膜研究

制备出６～７ｎｍ超薄栅ＮＭＯＳＦＥＴ。通过对器件性能的研究发现，适当条件下Ｎ２Ｏ制备的超薄ＳｉＯｘＮｙ膜比ＳｉＯ２膜更适合ＵＬＳＩ的应用。     

超薄栅介质的可靠性研究

一、概述 随着亚微米工艺的日趋成熟,MOS集成电路的集成度也随之大幅度提高,所用的SiO_2在不断地减薄。例如,64KDRAM(动态随机存贮器)的氧化层厚度为30～40nm,256KDRAM的氧化层厚度为15～25nm,1MDRAM和电可擦可编程序唯读存贮器(EEPROM的氧化层厚度小于10nm。如图1所示。 氧化层不仅可用作MOSFET的栅介质,还可构成动态存贮器的存贮电容,并提供器件之间的隔离层。随着集成度的提高,芯片面积不断增大,器件尺寸按比例缩小,栅介质的不稳定和击穿等成为MOS集成电路失效的主要原因。例如,在EEPROM中,隧道击穿是导致其疲劳损坏的主要原因。因此,了解、分析、提高超薄栅介质的稳定性与可靠性是十分必要的。     

含N薄栅介质的电离辐照及退火特性

对含Ｎ薄栅ＭＯＳ电容进行了６０Ｃｏγ辐照和１００℃恒温退火行为的分析研究,结果表明：栅介质中Ｎ的引入,能明显抑制辐射感生Ｓｉ／ＳｉＯ２界面态的产生,减少初始固定正电荷和界面态,减小辐照后界面陷阱的退火速率．用一定模型解释了实验结果．     

GaAs MESFET栅取向效应中背栅的作用

根据压电效应模型,本文详细研究了压电电荷对GaAs MESFET沟道与衬底界面耗尽层的影响。认为正压电电荷比负压电电荷所引起的阀值电压漂移大,较好解释了(100)衬底上沿[011]和[011]取向的GaAs MESFET阈值电压非对称反向漂移的现象。     

用微电子测试结构研究超薄栅介质的可靠性

本文介绍了几种新颖的微电子测试结构及其应用,诸如栅氧化物可靠性评估、薄介质层击穿以及预示MOS绝缘层的边缘效应.同时讨论了超薄栅介质层的可靠性.     

两种注F能量的栅介质电离辐射响应特性

对栅氧化后３０ｋｅＶ与４３ｋｅＶＦ离子注入的Ｐ沟ＭＯＳＦＥＴ进行了电离辐射响应特性的比较．结果发现，３０ｋｅＶ注Ｆ具有较强的抑制辐射感生氧化物电荷和界面态增长的能力．用３０ｋｅＶ注Ｆ具有较少注入缺陷的模型对实验结果进行了讨论．     

超薄SiO_2栅介质厚度提取与分析

在分析半经典模型和量子模型的基础上,得到包括量子效应和多晶硅耗尽效应的栅氧厚度提取模型.栅介质厚度模拟结果和椭偏仪所测实验结果吻合良好.     

超薄SiO2栅介质厚度提取与分析

在分析半经典模型和量子模型的基础上,得到包括量子效应和多晶硅耗尽效应的栅氧厚度提取模型.栅介质厚度模拟结果和椭偏仪所测实验结果吻合良好.     

恒压应力下超薄Si_3N_4/SiO_2叠层栅介质与SiO_2栅介质寿命比较

以等效氧化层厚度(EOT)同为2.1nm的纯SiO2栅介质和Si3N4/SiO2叠层栅介质为例,给出了恒定电压应力下超薄栅介质寿命预测的一般方法,并在此基础上比较了纯SiO2栅介质和Si3N4/SiO2叠层栅介质在恒压应力下的寿命.结果表明,Si3N4/SiO2叠层栅介质比同样EOT的纯SiO2栅介质有更长的寿命,这说明Si3N4/SiO2叠层栅介质有更高的可靠性.     

恒压应力下超薄Si3N4/SiO2叠层栅介质与SiO2栅介质寿命比较

以等效氧化层厚度(EOT)同为2.1nm的纯SiO2栅介质和Si3N4/SiO2叠层栅介质为例,给出了恒定电压应力下超薄栅介质寿命预测的一般方法,并在此基础上比较了纯SiO2栅介质和Si3N4/SiO2叠层栅介质在恒压应力下的寿命.结果表明,Si3N4/SiO2叠层栅介质比同样EOT的纯SiO2栅介质有更长的寿命,这说明Si3N4/SiO2叠层栅介质有更高的可靠性.     

高k栅介质材料的研究进展

综述了超薄SiO2栅介质层引起的问题、MOS栅介质层材料的要求、有希望取代传统SiO2的高k栅介质材料的研究进展.提出了高k栅介质材料研究中需进一步解决的问题.     

超薄LPCVD二氧化硅膜栅介质

本文介绍低温生长的薄LPCVD二氧化硅膜经短时间热退火后，热氮化后的物理及电学性质。与热生长二氧化硅膜性质进行比较，结果表明，LPCVD二氧化硅膜许多性质优于热生长二氧化硅膜。适合做MOS晶体管的栅介质。文中重点指出，小于10nm的超薄的LPCVD二氧化硅膜经快速热退火或热氮化后做MOS晶体管的栅介质，其电学特性优于热生长二氧化硅膜做栅介质的MOS晶体管。在低温器件及超大规模集成电路中有广泛的应用前景。     

超薄氮氧化硅(Sio_xN_y)栅NMOSFET中GIDL效应的研究

MOSFET栅介质层厚度的减薄使栅致漏极的泄漏（GIDL）电流指数增强，本文报道N2O中退火SiO2（两步法）生成超薄（5．5nm）氮氧化硅（SiOxNy）栅NMOSFET中的GIDL效应，包括器件尺寸、偏置电压和热载流子效应的影响．发现GIDL在一定的偏置下成为主要的泄漏机制，且陷阱电荷和界面态对其具有显著的调制作用．二维器件模拟结果指出，与SiO2栅NMOSFET相比，LDD掺杂结构使SiOxNy栅NMOSFET的GIDL进一步增强．     

高k栅介质MOSFET的栅电流模型

提出了包括有限势垒高度下反型层量子化效应以及多晶硅耗尽效应在内的直接隧穿电流模型.在该模型的基础上,研究了采用不同高介电常数栅介质材料时MOSFET的栅电流与介质材料的介电常数、禁带宽度及和Si导带不连续等参数之间的关系.所获得的结果能够为新型栅介质材料的选取提供依据.     

高k栅介质MOSFET的栅电流模型

提出了包括有限势垒高度下反型层量子化效应以及多晶硅耗尽效应在内的直接隧穿电流模型.在该模型的基础上,研究了采用不同高介电常数栅介质材料时MOSFET的栅电流与介质材料的介电常数、禁带宽度及和Si导带不连续等参数之间的关系.所获得的结果能够为新型栅介质材料的选取提供依据.     

高k栅介质MOSFET的栅电流模型

提出了包括有限势垒高度下反型层量子化效应以及多晶硅耗尽效应在内的直接隧穿电流模型 .在该模型的基础上 ,研究了采用不同高介电常数栅介质材料时MOSFET的栅电流与介质材料的介电常数、禁带宽度及和Si导带不连续等参数之间的关系 .所获得的结果能够为新型栅介质材料的选取提供依据 .