一种基于电荷泵技术的界面态横向分布测量方法.pdfVIP

　第 19 卷第 11 期　　　　　　　半　导　体　学　报　　　　　　　　 . 19, . 11　 V o l N o 　1998 年 11 月　 　　　　 　　　　　　 . , 1998　 CH IN ESE JOU RNAL O F SEM ICONDU CTOR S N ov 一种基于电荷泵技术的界面态 横向分布测量方法 杨晓东　田立林　陈文松 (清华大学微电子学研究所　北京　100084) 摘要　本文以电荷泵技术为测量手段, 结合数值计算, 提出了一种新的测量界面态横向分布 的方法. 与传统方法相比具有理论模型较完善、测量中不引入新的蜕变、易于实现的特点, 适用 于研究短沟道器件的热载流子蜕变效应. 用该方法对 12 结构 进行了研 m LDD n M O SFET 究, 得到了应力后漏端附近产生的界面态的横向分布以及应力后阈值电压、平带电压的变化, 并能确定由于热电子注入产生的氧化层陷阱电荷的数量和位置. : 7310 , 2530 ; 　 : 4100 EEACC D F CCACC 1　引言 集成电路的飞速发展要求M O S 器件沟道尺寸不断减小, 但由于非恒场缩小(noncon stan t field scaling) 使得沟道内电场不断变强, 由此造成的热载流子注入效应及其带来的一 系列后果已成为 设计中不可忽略的问题. 充分了解热载流子注入效应的物理 VL S I UL S I 机制可以帮助设计者有效地减小或利用热载流子效应以优化器件或电路设计. 自八十年代 ( 以来, 人们对热载流子注入效应已作了许多研究工作, 提出了许多物理模型 其中比较有代 [ 1 ] 表性的如 Hofm ann 的双载流子注入产生界面态蜕变模型 , H u 的界面态产生唯象模 型[ 2 ] ) , 但对其本质的认识仍很初步, 存在许多模糊甚至是互相矛盾的解释. 深入研究热载 流子效应的主要困难是热载流子注入效应产生的界面态( in terface trap ) 和氧化层陷阱电荷 (ox ide trap charge) 局域不均匀地分布在漏端附近, 使得我们很难定量地确定热载流子注入 前后的界面态和氧化层陷阱电荷的数量及其位置. 从八十年代末开始, 人们提出了许多测试 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 方法希望能够定量地测量界面态, 如 法 、1 噪声分析法 、栅控漏衬 结法 等 C V f PN 等. 但研究表明以上方法都存在各自的问题不适用于研究较短沟道的热载流子效应. 经过长 期的研究和探索, 电荷泵技术(Charge Pum p ing T echn ique) [ 6～ 8 ] 从诸多测试方法中脱颍而 出. 由