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相似文献
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1.
姚峰英  胡恒升  张敏 《电子学报》2001,29(11):1522-1525
本文以高电场(>11.8MV/cm)恒电流TDDB为手段研究了厚度为7.6、10.3、12.5、14.5nm薄氧化层的击穿统计特性.实验分析表明在加速失效实验中测量击穿电量Qbd的同时,还可以测量击穿时的栅电压增量ΔVbd.因为ΔVbd的统计分布反映了栅介质层中带电陷阱的数量及其位置分布,可以表征栅介质层的质量和均匀性.此外由Qbd和ΔVbd能够较合理地计算临界陷阱密度Nbd.实验结果表明本征击穿时Nbd与测试条件无关而随工艺和介质层厚度变化.同样厚度时Nbd反映不同工艺生成的介质质量.陷阱生成的随机性使Nbd随栅介质厚度减小而下降.氧化层厚度约10nm时Nbd达到氧化层分子密度的1%发生击穿(1020cm-3).Nbd的物理意义清楚,不象Qbd随测试应力条件变化,是薄栅介质层可靠性的较好的定量指标.  相似文献   

2.
薄SiO2层击穿特性与临界陷阱密度   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
林立谨  张敏 《电子学报》2000,28(8):59-62
薄栅氧化层的退化、击穿与氧化层中和界面陷阱的产生相关.本文研究了在恒电流TDDB(Time-Dependent Dielectric Breakdown) 应力条件下8.9nm薄氧化层的电学特性退化、击穿情况.研究表明,电子在穿越SiO2晶格时与晶格相互作用产生陷阱,当陷阱密度达到某一临界密度Nbd时,氧化层就击穿.Nbd可以用来表征氧化层的质量,与测试电流密度无关.击穿电量Qbd随测试电流密度增大而减小可用陷阱产生速率的增长解释.临界陷阱密度Nbd随测试MOS电容面积增大而减小,这与统计理论相符.统计分析表明,对于所研究的薄氧化层,可看作由面积为2.56×10-14cm2的"元胞"构成,当个别"元胞"中陷阱数目达到13个时,电子可通过陷阱直接隧穿,"元胞"内电流突然增大,产生大量焦耳热,形成欧姆通道,氧化层击穿.  相似文献   

3.
研究了含N超薄栅氧化层的击穿特性.含N薄栅氧化层是先进行900C干氧氧化5min,再把SiO2栅介质放入1000C的N2O中退火20min而获得的,栅氧化层厚度为10nm.实验结果表明,在栅介质中引入适量的N可以明显地起到抑制栅介质击穿的作用.分析研究表明,N具有补偿SiO2中O3 Si@和Si3 Si@等由工艺引入的氧化物陷阱和界面陷阱的作用,从而可以减少初始固定正电荷和Si/SiO2界面态,因此提高了栅氧化层的抗击穿能力.  相似文献   

4.
含N超薄栅氧化层的击穿特性   总被引:1,自引:1,他引:0  
韩德栋  张国强  任迪远 《半导体学报》2001,22(10):1274-1276
研究了含 N超薄栅氧化层的击穿特性 .含 N薄栅氧化层是先进行 90 0℃干氧氧化 5 m in,再把 Si O2 栅介质放入 10 0 0℃的 N2 O中退火 2 0 min而获得的 ,栅氧化层厚度为 10 nm.实验结果表明 ,在栅介质中引入适量的 N可以明显地起到抑制栅介质击穿的作用 .分析研究表明 ,N具有补偿 Si O2 中 O3≡ Si·和 Si3≡ Si·等由工艺引入的氧化物陷阱和界面陷阱的作用 ,从而可以减少初始固定正电荷和 Si/ Si O2 界面态 ,因此提高了栅氧化层的抗击穿能力  相似文献   

5.
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.  相似文献   

6.
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。  相似文献   

7.
薄栅氧化层的TDDB研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
王晓泉 《微纳电子技术》2002,39(6):12-15,20
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。  相似文献   

8.
薄栅介质TDDB效应   总被引:1,自引:0,他引:1  
在恒压和恒流应力条件下测试了超薄栅氧化层的击穿特性,研究了TDDB(Time Dependent Dielectric Breakdown)的可靠性表征方法.对相关击穿电荷量QBD进行了实验测试和分析.结果表明:相关击穿电荷量QBD除了与氧化层质量有关外,还与应力电压和应力电流密度以及栅氧化层面积有关.对相关系数进行了拟合,给出了QBD的解析表达式.按照上述表达式外推的结果和实验值取得了很好的一致.提出了薄栅介质TDDB效应的表征新方法.  相似文献   

9.
薄栅介质TDDB效应   总被引:2,自引:0,他引:2  
刘红侠  郝跃 《半导体学报》2001,22(12):1592-1595
在恒压和恒流应力条件下测试了超薄栅氧化层的击穿特性 ,研究了 TDDB(Tim e Dependent DielectricBreakdown)的可靠性表征方法 .对相关击穿电荷量 QBD进行了实验测试和分析 .结果表明 :相关击穿电荷量 QBD除了与氧化层质量有关外 ,还与应力电压和应力电流密度以及栅氧化层面积有关 .对相关系数进行了拟合 ,给出了 QBD的解析表达式 .按照上述表达式外推的结果和实验值取得了很好的一致 .提出了薄栅介质 TDDB效应的表征新方法  相似文献   

10.
王茂菊  李斌  章晓文  陈平  韩静   《电子器件》2006,29(3):624-626,634
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。  相似文献   

11.
The effects of the O2 plasma treatment on the electric and dielectric characteristics of Ba0.7Sr0.3TiO3 (BST) thin films were investigated. As a result of the exposure of the as-deposited or the annealed BST films to the O2 plasma, the leakage current density of the BST films can be improved. Typically, the leakage current density can decrease by three orders of magnitude as compared that of the non-plasma treated sample at an applied voltage of 1.5 V. It is found that the plasma treatment changes the surface morphology. The capacitance of the BST films was reduced by 10%30%. The improvement of the leakage current density and the reduction of a dielectric constant for the plasma treated samples could be attributed to the reduction of carbon contaminations of BST thin films. The 10 year life time of the time-dependent dielectric breakdown (TDDB) studies indicates that all the samples have a life time of over 10 years of operation at a voltage bias of 1 V.  相似文献   

12.
薄栅氧化层斜坡电压TDDB寿命评价   总被引:1,自引:0,他引:1  
王茂菊  李斌  章晓文  陈平  韩静 《微电子学》2005,35(4):336-339
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。  相似文献   

13.
A reliable method of forming very thin SiO2 films (<10 nm) has been developed by rapid thermal processing (RTP) in which in situ multiple RTP sequences have been employed. Sub-10-nm-thick SiO2 films formed by single-step RTP oxidation (RTO) are superior to conventional furnace-grown SiO2 on the SiO2 /Si interface characteristics, dielectric strength, and time-dependent dielectric-breakdown (TDDB) characteristics. It has been confirmed that the reliability of SiO2 film can be improved by pre-oxidation RTP cleaning (RTC) operated at 700-900°C for 20-60 s in a 1%HCl/Ar or H2 ambient. The authors discuss the dielectric reliability of the SiO2 films formed by single-step RTO in comparison with conventional furnace-grown SiO2 films. The effects and optimum conditions of RTC prior to RTO on the TDDB characteristics are demonstrated. The dielectric properties of nitrided SiO2 films formed via the N2O-oxynitridation process are described  相似文献   

14.
Effects of charge trapping in the thin ONO (oxide silicon nitride oxide) film caused by the voltage stress on the time-dependent dielectric breakdown (TDDB) mechanism are studied. The purpose is to report the TDDB data of the films after various treatments of charge injection and thermal annealing together with analysis of the experimental data to enhance the understanding of the dielectric breakdown mechanisms of the ONO film. It is observed that the trapped charges injected from one electrode have very little effect on the TDDB mechanism during stress to the other electrode. This suggests that the position of trapped charges may be quite different for the two injecting electrodes and that breakdown mechanisms may be initiated from the different charge positions and sources  相似文献   

15.
The results of an investigation of time-dependent dielectric breakdown (TDDB) of thin gate oxide and nitride–oxide (N–O) films are presented for a wide range of fields and temperatures. It was found that TDDB of both gate oxide and N–O films followed a power-law dependence of mean value of average leakage current (Iavg). An empirical extrapolation model using average leakage current as a major parameter was proposed based on experimental results. This proposed lifetime model has been successful to predict dielectric reliability. It could continuously fit the entire breakdown data from both wafer level and module level stress. The extrapolation from wafer level data to module data was excellent. The power of current versus TDDB showed exponential dependence on oxide thickness. This proposed TDDB projection methodology also worked for N–O films with an abrupt current increase in the IV curve at a certain voltage well below the breakdown voltage, while the conventional models clearly failed to fit all data from this region. The observation of TDDB dependence of the current may open a new window for oxide lifetime projections and provide some insights into the nature of oxide breakdown and its implications for reliability studies.  相似文献   

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