形成了辐射潜在损伤Indico课件.pptVIP

中国科学院新疆理化技术研究所XINJIANGTECHNICALINSTITUTEOFPHYSICSANDCHEMISTRY,CAS重离子辐照对深亚微米MOS器件栅介质可靠性影响的研究马腾2017年10月13日,北京·高能所中国科学院新疆理化技术研究所1首届全国辐射探测微电子学术年会NME’2017

中国科学院新疆理化技术研究所XINJIANGTECHNICALINSTITUTEOFPHYSICSANDCHEMISTRY,CAS汇报提纲v研究背景与意义v实验简介v实验结果v机理分析v总结2首届全国辐射探测微电子学术年会NME’2017

中国科学院新疆理化技术研究所XINJIANGTECHNICALINSTITUTEOFPHYSICSANDCHEMISTRY,CASP研究背景与意义C随着科学技术的发展，微电子器件在航空航天、军事、能源领域广泛应用高性能，低功耗的微纳米器件在该领域的应用受到广泛关注3首届全国辐射探测微电子学术年会NME’2017

中国科学院新疆理化技术研究所一、研究背景及意义P研究背景与意义XINJIANGTECHNICALINSTITUTEOFPHYSICSANDCHEMISTRY,CASC新结构（如LDD）新材料（如H-K）芯片工艺发展趋势→高集成度、高可靠性内部电场增强导致各类物理效应凸显器件内部电场随着特征尺寸的变化趋势4首届全国辐射探测微电子学术年会NME’2017

中国科学院新疆理化技术研究所一、研究背景及意义P研究背景与意义XINJIANGTECHNICALINSTITUTEOFPHYSICSANDCHEMISTRY,CASC深空辐射环境下的器件失效模式与失效率示意图首届全国辐射探测微电子学术年会NME’20175

中国科学院新疆理化技术研究所XINJIANGTECHNICALINSTITUTEOFPHYSICSANDCHEMISTRY,CASP研究背景与意义C(1)原因一：随着特征尺寸的缩小，内部电场增强5MV/cm1.热载流子注入2.栅介质软击穿3.介质经时击穿效应4.7MV/cm(2)原因二：辐照导致氧化层损伤纳米器件栅介质受到辐射损伤和介质经时击穿效应共同影响。栅介质的可靠性成为威胁器件寿命的重要因素因此，对辐射环境下栅介质的可靠性研究变得尤为重要。6首届全国辐射探测微电子学术年会NME’2017

中国科学院新疆理化技术研究所XINJIANGTECHNICALINSTITUTEOFPHYSICSANDCHEMISTRY,CASP实验简介Cn样品描述：0.13umPDSOIMIS电容，面积为45*100um同的样品分别代表电路设计中四种不同的分立器件。2，四种不器件类型栅氧厚度约2nm宽长比（W/L）45/100（um）辐照偏置总注量1.2VN+Pwell零偏101010107777/cm/cm/cm/cm22223.3VN+Pwell1.2VP+Nwell3.3VP+Nwell约6.8nm约2nm45/100（um）45/100（um）45/100（um）零偏/加偏零偏约6.8nm零偏7首届全国辐射探测微电子学术年会NME’2017

中国科学院新疆理化技术研究所XINJIANGTECHNICALINSTITUTEOFPHYSICSANDCHEMISTRY,CASP实验结果C栅极泄露电流辐照前后3.3N型器件栅氧电流的变化辐照前后1.2N型器件栅氧电流的变化n浮空偏置的重离子试验中，我们没有观测到明显的漏电而只是略有上升。8首届全国辐射探测微电子学术年会NME’2017

中国科学院新疆理化技术研究所XINJIANGTECHNICALINSTITUTEOFPHYSICSANDCHEMISTRY,CASP实验结果Cn栅氧泄露电流的主要来源是FN隧穿电流，该电流大小强烈依赖于能带的弯曲程度辐照前与不同总剂量辐照下的栅氧层漏电图与能带解释这种偏置情况下的漏电来源不是由于栅氧层结构改变而是由于电离能损带来的MIS结构能带的变化。9首届全国辐射探测微电子学术年会NME’2017

中国科学院新疆理化技术研究所XINJIANGTECHNICALINSTITUTEOFPHYSICSANDCHEMISTRY,CASP实验结果C辐照与退火前后器件的栅极泄露电路变化趋势图（a）3.3N型（b）3.3P型经过100℃高温退火，器件的栅极泄露电流几乎恢复到了辐照前的初始值，这说明这种潜在的损伤是可以退火的。10首届全国辐射探测微电子学术年会NME’2017

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