部分耗尽型注氟SIMOX器件的电离辐射效应

采用在SIMOX圆片埋氧层中注入氟(F)离子的方法改善SIMOX的抗总剂量辐射能力,通过比较未注F样品和注F样品辐照前后SIMOX器件Ids-Vgs特性和阈值电压,发现F具有抑制辐射感生pMOSFET和nMOSFET阈值电压漂移的能力,并且可以减小nMOSFET中由辐照所产生的漏电流.说明在SOI材料中前后Si/SiO2界面处的F可以减少空穴陷阱密度,有助于提高SIMOX的抗总剂量辐射能力.     

Total Dose Radiation-Hard 0.8μm SOI CMOS Transistors and ASIC

介绍了采用全剂量SIMOX SOI材料制备的0．8μm SOI CMOS器件的抗总剂量辐射特性，该特性用器件的阈值电压、漏电流和专用集成电路的静态电流与高达500krad（Si）的总剂量的关系来表征．实验结果表明pMOS器件在关态下1Mrad（Si）辐射后最大阈值电压漂移小于320mV，nMOS器件在开态下1Mrad（Si）辐射后最大阈值电压漂移小于120mV，器件在总剂量1Mrad（Si）辐射后没有观察到明显漏电，在总剂量500krad（Si）辐射下专用集成电路的静态电流小于5pA．     

抗总剂量辐射0.8μm SOI CMOS器件与专用集成电路

介绍了采用全剂量SIMOX SOI材料制备的0.8μm SOI CMOS器件的抗总剂量辐射特性,该特性用器件的阈值电压、漏电流和专用集成电路的静态电流与高达500krad(Si)的总剂量的关系来表征.实验结果表明pMOS器件在关态下1Mrad(Si)辐射后最大阈值电压漂移小于320mV,nMOS器件在开态下1Mrad(Si)辐射后最大阈值电压漂移小于120mV,器件在总剂量1Mrad(Si)辐射后没有观察到明显漏电,在总剂量500krad(Si)辐射下专用集成电路的静态电流小于5μA.     

Si离子注入对SIMOX SOI材料抗总剂量辐照性能的影响

为了提高SIMOX SOI材料抗总剂量辐照的能力,采用硅注入绝缘埋层后退火得到改性的SIMOX SOI材料．辐照前后,用pseudo-MOSFET方法测试样品的ID-VG特性曲线．结果表明,合适的硅离子注入工艺能有效提高材料抗总剂量辐照的能力．     

Si离子注入对SIMOX SOI材料抗总剂量辐照性能的影响

为了提高SIMOX SOI材料抗总剂量辐照的能力,采用硅注入绝缘埋层后退火得到改性的SIMOX SOI材料.辐照前后,用pseudo-MOSFET方法测试样品的ID-VG特性曲线.结果表明,合适的硅离子注入工艺能有效提高材料抗总剂量辐照的能力.     

抗总剂量辐射0.8μm SOI CMOS器件与专用集成电路

介绍了采用全剂量SIMOX SOI材料制备的0.8μm SOI CMOS器件的抗总剂量辐射特性,该特性用器件的阈值电压、漏电流和专用集成电路的静态电流与高达500krad(Si)的总剂量的关系来表征.实验结果表明pMOS器件在关态下1Mrad(Si)辐射后最大阈值电压漂移小于320mV,nMOS器件在开态下1Mrad(Si)辐射后最大阈值电压漂移小于120mV,器件在总剂量1Mrad(Si)辐射后没有观察到明显漏电,在总剂量500krad(Si)辐射下专用集成电路的静态电流小于5μA.     

SIMOX埋氧层的总剂量辐射硬度对埋氧层中注氮剂量的敏感性

为了提高SIMOX(separation-by-implanted-oxygen)SOI(silicon-on-insulator)结构中埋氧层(BOX)的总剂量辐射硬度,埋氧层中分别注入了2×1015和3×1015cm-2剂量的氮.实验结果表明,在使用Co-60源对埋氧层进行较低总剂量的辐照时,埋氧层的总剂量辐射硬度对注氮剂量是非常敏感的.尽管埋氧层中注氮剂量的差别很小,但经5×104 rad(Si)剂量的辐照后,注入2×1015cm-2剂量氮的埋氧层表现出了比未注氮埋氧层高得多的辐射硬度,而注入3×1015cm-2剂量氮的埋氧层的辐射硬度却比未注氮埋氧层的辐射硬度还低.然而,随辐照剂量的增加(从5×104到5×105rad(Si)),这种埋氧层的总剂量辐射硬度对注氮剂量的敏感性降低了.采用去掉SOI顶硅层的MOS高频C-V技术来表征埋氧层的总剂量辐射硬度.另外,观察到了MSOS(metal-silicon-BOX-silicon)结构的异常高频C-V曲线,并对其进行了解释.     

环栅CMOS/SOI的X射线总剂量辐射效应研究

采用硅离子注入工艺对注氧隔离(SIMOX)绝缘体上硅(SOI)材料作出改性,分别在改性材料和标准SIMOXSOI材料上制作部分耗尽环型栅CMOS/SOI器件,并采用10keVX射线对其进行了总剂量辐照试验。实验表明,同样的辐射总剂量条件下,采用改性材料制作的器件与标准SIMOX材料制作的器件相比,阈值电压漂移小得多,亚阈漏电也得到明显改善,说明改性SIMOXSOI材料具有优越的抗总剂量辐射能力。     

总剂量辐射对0.5μm部分耗尽SOI CMOS器件的影响

介绍了基于SIMOX SOI晶圆的0.5μm PD SOI CMOS器件的抗总剂量辐射性能。通过CMOS晶体管的阈值电压漂移,泄漏电流和32位DSP电路静态电流随总剂量辐射从0增加到500 krad(Si)的变化来表现该工艺技术的抗电离总剂量辐射能力。对于H型(无场区边缘)NMOS晶体管,前栅阈值电压漂移小于0.1 V;对于H型PMOS晶体管,前栅阈值电压漂移小于0.15 V;未发现由辐射引起的显著漏电。32位DSP电路在500 krad(Si)范围内,静态电流小于1 m A。通过实验数据表明,在较高剂量辐射条件下,利用该工艺制造的ASIC电路拥有良好的抗总剂量辐射性能。     

Sensitivity of Total-Dose Radiation Hardness of SIMOX Buried Oxides to Doses of Nitrogen Implantation into Buried Oxides

为了提高SIMOX(separation-by-implanted-oxygen)SOI(silicon-on-insulator)结构中埋氧层(BOX)的总剂量辐射硬度,埋氧层中分别注入了2×1015和3×1015cm-2剂量的氮.实验结果表明,在使用Co-60源对埋氧层进行较低总剂量的辐照时,埋氧层的总剂量辐射硬度对注氮剂量是非常敏感的.尽管埋氧层中注氮剂量的差别很小,但经5×104 rad(Si)剂量的辐照后,注入2×1015cm-2剂量氮的埋氧层表现出了比未注氮埋氧层高得多的辐射硬度,而注入3×1015cm-2剂量氮的埋氧层的辐射硬度却比未注氮埋氧层的辐射硬度还低.然而,随辐照剂量的增加(从5×104到5×105rad(Si)),这种埋氧层的总剂量辐射硬度对注氮剂量的敏感性降低了.采用去掉SOI顶硅层的MOS高频C-V技术来表征埋氧层的总剂量辐射硬度.另外,观察到了MSOS(metal-silicon-BOX-silicon)结构的异常高频C-V曲线,并对其进行了解释.     

注氮工艺对SIMOX器件电特性的影响

研究了氮离子注入对SIMOX器件电特性的影响． 氮注入SIMOX的埋氧层并退火后，将减小前栅MOSFET/SIMOX的阈电压，提高其漏源击穿电压但对栅击穿电压影响较小.氮注入方式对SIMOX器件的I-V特性有重要影响．     

Influence of Floating Body Effect on Radiation Hardness of PD SOI nMOSFETs

H-gate and closed-gate PD SOI nMOSFETs are fabricated on SIMOX substrate,and the influence of floating body effect on the radiation hardness is studied.All the subthreshold characteristics of the devices do not change much after radiation of the total dose of 1e6rad(Si).The back gate threshold voltage shift of closed-gate is about 33% less than that of Hgate device.The reason should be that the body potential of the closed-gate device is raised due to impact ionization,and an electric field is produced across the BOX.The floating body effect can improve the radiation hardness of the back gate transistor.     

PD SOI nMOSFETs中浮体效应对辐照性能的影响

在SIMOX衬底上制备了H形栅和环形栅PD SOI nMOSFETs,并研究了浮体效应对辐照性能的影响.在106rad(Si)总剂量辐照下,所有器件的亚阈特性未见明显变化.环形栅器件的背栅阈值电压漂移比H型栅器件小33%,其原因是碰撞电离使环形栅器件的体区电位升高,在埋氧化层中形成的电场减小了辐照产生的损伤.浮体效应有利于改进器件的背栅抗辐照能力.     

注氮工艺对SOI材料抗辐照性能的影响

分别采用一步和分步注入的工艺制备了氧氮共注形成SOI(SIMON)材料，并对退火后的材料进行了二次离子质谱（SIMS）分析，结果发现退火之后氮原子大多数聚集在SiO2/Si界面处．为了分析材料的抗辐照加固效果，分别在不同方法制作的SIMON材料上制作了nMOS场效应晶体管，并测试了晶体管辐射前后的转移特性．实验结果表明，注氮工艺对SOI材料的抗辐照性能有显著的影响．     

The effect of heavy metal contamination in SIMOX on radiationhardness of MOS transistors

It is shown that heavy metal contamination introduced during implantation of oxygen into silicon results in a reduction of SIMOX (separation by implanted oxygen) oxide radiation hardness. Radiation-induced back-channel leakage currents in MOS transistors processed in SIMOX films containing various levels of heavy metals, as measured by surface photovoltage (SPV), are a strong function of heavy metal concentration. It is concluded that SPV measurements of as-implanted SIMOX wafers can be used as a rapid, nondestructive quality control inspection technique to predict the radiation hardness of the SIMOX oxide prior to processing     

两种注F层面的PMOSFET电离辐射响应特性

报道了栅氧化淀积多晶硅前后分别注入43keVF离子的Si栅P沟MOSFET电离辐射响应关系。结果发现,多晶硅面注F具有较强的抑制辐射感生阈电压漂移,控制氧化物电荷和界面态生长的能力。用多晶硅面注F带入栅介质较少注入缺陷和较多替代辐射敏感应力键的F离子模型对实验结果进行了讨论。     

N沟MOSFET／SIMOX的γ射线辐照特性

对用多次注入与退火技术制成的ＳＩＭＯＸ材料制备的Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ进行了＾６０Ｃｏγ射线累积剂量辐照试验，并同通常的体硅ＮＭＯＳ的辐照效应作了比较，分析了引起阈值电压漂移的两个因素：氧化层电荷和界面态电荷，提出了提高ＮＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ抗辐照性能的几点措施。     

Effect of total ionizing dose radiation on the 0.25μm RF PDSOI nMOSFETs with thin gate oxide

Thin gate oxide radio frequency (RF) PDSOI nMOSFETs that are suitable for integration with 0.1 μm SO1 CMOS technology are fabricated, and the total ionizing dose radiation responses of the nMOSFETs having four different device structures are characterized and compared for an equivalent gamma dose up to 1 Mrad (Si), using the front and back gate threshold voltages, off-state leakage, transconductance and output characteristics to assess direct current (DC) performance. Moreover, the frequency response of these devices under total ionizing dose radiation is presented, such as small-signal current gain and maximum available/stable gain. The results indicate that all the RF PDSOI nMOSFETs show significant degradation in both DC and RF characteristics after radiation, in particular to the float body nMOS. By comparison with the gate backside body contact (GBBC) structure and the body tied to source (BTS) contact structure, the low barrier body contact (LBBC) structure is more effective and excellent in the hardness of total ionizing dose radiation although there are some sacrifices in drive current, switching speed and high frequency response.     

CMOS／SIMOX和CMOS／BESOI的γ射线辐照特性比较

用薄膜ＳＩＭＯＸ（ＳｅｐａｒａｔｉｏｎｂｙＩＭｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｆＯＸｙｇｅｎ）、厚膜ＢＥＳＯＩ（ｆｆｅｎｄｉｎｇａｎｄＥｔｃｈ－ｂａｃｋＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）和体硅材料制备了ＣＭＯＳ倒相器电路，并用６０Ｃｏγ射线进行了总剂量辐照试验。在不同偏置条件下，经不同剂量辐照后，分别测量了ＰＭＯＳ、ＮＭＯＳ的亚阈特性曲线，分析了引起ＭＯＳＦＥＴ阈值电压漂移的两种因素（辐照诱生氧化层电荷和新生界面态电荷）。对ＮＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ，由于寄生背沟ＭＯＳ结构的影响，经辐照后背沟漏电很快增大，经３００Ｇｙ（Ｓｉ）辐照后器件已失效。而厚膜ＢＥＳＯＩ器件由于顶层硅膜较厚，基本上没有背沟效应，其辐照特性优于体硅器件。最后讨论了提高薄膜ＳＩＭＯＸ器件抗辐照性能的几种措施。