HCl氧化物MOS结构质子辐照诱导的界面陷阱效应

用微分电容法研究质子辐照HCl氧化物铝栅MOS结构诱导的界面陷阱,栅氧化层在1 160℃很干燥的、含0～10％HCl的气氛中热生长而成,质子辐照能量为120～300keV,注入总剂量范围为8×10~(13)～1×10~(16)p/cm~2。结果表明,辐照诱导的界面陷阱能级密度随质子能量、剂量增加而增加。然而,氧化层中掺入6％HCl时,辐照诱导的界面陷阱明显减少。这样,已能有效地改变MOS器件的抗辐照性能。实验结果可用H~+二级过程解释。     

MOSFET的低温(77°K)电离辐照特性

本文采用MOSFET的亚阈外推测量技术,研究MOSFET在低温(77°K),~(60)Coγ射线辐照下,辐照感生氧化层电荷和界面态。在77°K辐照下,n沟道MOSFET辐照感生氧化层电荷比室温更加明显。77°K时,辐照感生界面态的增加是室温辐照下的20％左右。p沟MOSFET在77°K辐照下,处于截止偏置的退化大于导通偏置。导通偏置辐照时,未观察到界面态的产生。     

MOS结构电容高频C-V特性的应用

CMOS工艺的发展要求栅介质层厚度不断减薄,随着栅极漏电流的不断增大使用准静态的方法测量器件特性不稳定。根据这一情况,提出用高频电容电压(C-V)来评价深亚微米和超深亚微米器件工艺。通过高频C-V法结合MOS相关理论可以得到介质层的厚度、最大耗尽层宽度、阈值电压、平带电压等参数以及栅介质层中各种电荷密度的分布,用以评价栅介质层和衬底的界面特性。文章提出通过电导对测量结果进行修正,使其能够适用更小尺寸器件的要求,使高频C-V法能够在不同的工艺下得到广泛的应用。     

MOS结构辐照陷阱消长研究的快速I—V技术

建立了一套用于MOS结构辐照陷阱消长规律研究的快速I－V在线测试系统，用此系统可进行自动加偏和Ids－Vgs亚阈曲线测试，从而可快速定性定量地获得辐照和退火环境中氧化物电荷和Si／SiO_2界面态随辐照剂量、时间、偏置等的依赖关系。快速I－V测试系统最高可以达到1次／秒的Ids－Vgs测量速度。用此系统研究了PMOSFET5×10~3Gy（Si）总剂量辐照后100℃恒温退火下，辐照陷阱的消长规律和机制。     

MOS结构二氧化硅层中电子热化与击穿

本文讨论了ＭＯＳ结构的二氧化硅膜中电子热化现象的实验证据，表明：当氧化物电场≥５ＭＶ／ｃｍ时，注入到二氧化硅膜中的电子逐渐地热化，热电子在二氧化硅膜中产生新的电荷陷阱中心，当电荷陷阱中心的密度增大到一定程度时，导致二氧化硅膜的电击穿。     

MOS器件界面态与陷阱电荷分离方法研究

对MOS结构器件．要分离由辐射效应引起的界面态电荷与氧化层陷阱电荷的方法有根多种．如中电带压法、电荷泵法和双晶体管法就是目前比较常用、有效的方法,分析了这些方法的优点和局限性。     

6H－SiC MOS结构电特性及其辐照效应的研究

对SiC MOS结构辐照引起的电参数退化及其电特性进行了研究。结果说明:在氧化层电场较高时Fowler-Nordheim隧穿电流决定着SiC MOS结构的漏电流,当幅照栅偏压为高的正电压时,电离幅照对SiC MOS电容的影响会更明显,SiC MOS器件比Si器件具有好的抗辐照的能力,在58kGy(Si)的辐照剂量下,其平带电压漂移不超过2V。     

基于有效态密度的MOS结构电荷控制模型

从载流子在MOS结构反型层内的分布出发,利用表面有效态密度(SLEDOS：SurfaceLayer Effeotive Density-of-States)的概念,在经典理论框架内建立了包含载流子分布对表面势影响的电荷控制模型.该模型包含了强反型区表面电势的变化对载流子浓度的影响,采用了一种新的高效的迭代方法,具有较高的计算效率和足够的精度要求.     

基于有效态密度的MOS结构电荷控制模型

从载流子在 MOS结构反型层内的分布出发 ,利用表面有效态密度 ( SLEDOS:SurfaceLayer Effective Density- of- States)的概念 ,在经典理论框架内建立了包含载流子分布对表面势影响的电荷控制模型 .该模型包含了强反型区表面电势的变化对载流子浓度的影响 ,采用了一种新的高效的迭代方法 ,具有较高的计算效率和足够的精度要求     

1.3μmInGaAsP半导体激光器的电子辐照效应

1 3μmInGaAsP半导体激光器广泛用于光纤通信系统。为了扩大其应用至核环境和外层空间 ,对InGaAsP半导体激光器的电子辐照进行了研究。在电子能量为 0 4～ 1 80MeV范围内 ,注量为 1× 10 12 ～ 2× 10 16cm-2 条件下进行辐照。在注量小于 1× 10 15cm-2 时对InGaAsP半导体激光器的输出性能影响是非致命的。当辐照注量超过 1× 10 15cm-2 时激光器的输出功率则呈数量级下降 ,如镀以Y2 O3 ZrO2 膜能使半导体激光器的抗辐照性能得到提高。     

MOS器件的超短脉冲激光辐照效应

电荷耦合器件(CCD)的高敏感性使其易受到激光脉冲的干扰甚至损伤.在理论分析了影响MOS结构光生电荷量因素的基础上,数值仿真了MOS器件的光生电荷量以及响应电压和电流随激光脉宽和平均功率变化的关系;实验研究了CCD对不同参数激光脉冲的光电响应特性.数值仿真表明,MOS器件的光生电荷量以及峰值响应电压和电流随激光脉冲的平均功率和脉宽的增大而增大,并且响应电压和电流有拖尾现象.实验结果显示,脉冲越短,CCD的响应阈值越低.研究结论对超短脉冲激光在光电成像方面的应用具有一定的意义.     

薄二氧化硅MOS电容电离辐射陷阱电荷研究

采用高频 C- V曲线方法 ,研究了 5 0 nm及 15 nm MOS电容电离辐射空穴陷阱及界面态的建立过程 .二种样品电离辐射空穴陷阱电荷密度在 1× 10 3Gy(Si)剂量下近乎相同 ,而在大于 3× 10 3Gy(Si)剂量下 ,5 0 nm MOS电容的电荷密度约为 15 nm MOS电容的 2倍 .利用电离辐射后的隧道退火效应 ,计算出二种样品电离辐射陷阱电荷在Si- Si O2 界面附近分布的距离均约为 4nm .     

Radiation damage effects on bipolar and MOS devices in X-Ray lithography

Radiation damage effects of bipolar and MOS transistors have been investigated using the vacuum ultraviolet (VUV) storage ring of the national synchrotron light source (NSLS). The devices under investigation were exposed to x-ray radiation and electrical measurements were performed to determine the radiation effects on device parameters. It was found for bipolar devices that the current gain is the parameter that is most sensitive to x-ray irradiation. The current gain decreases as the dose increases and the degradation reaches saturation at 1000 mJ/cm². Upon annealing in forming gas at 400° C for 30 min, the current gain recovered its pre-irradiation value and stress test did not show any reliability problem. Bothn-channel andp-channel MOS devices with polysilicon gates were investigated. Host of the relevant device parameters were measured before and after irradiation and after annealing. Upon irradiation the threshold voltage shows the most obvious shift, which was more negative in both cases. However, thep- channel devices experienced a much larger shift than then-channel ones. The transconductance of the devices also experienced a shift.     

版图结构对MOS器件总剂量辐照特性的影响

在商用标准0.6μm体硅CMOS工艺下,设计了采用普通单栅及多栅版图结构的nMOS和pMOS晶体管作为测试样品,讨论其经过γ射线照射后的总剂量辐照特性.辐照中器件采用不同电压偏置,并在辐照前后对器件的源漏极间泄漏电流、阈值电压漂移及跨导特性进行测量.研究表明nMOS总剂量效应对器件的版图结构非常敏感,而pMOS的总剂量效应几乎不受版图结构的影响.     

版图结构对MOS器件总剂量辐照特性的影响

在商用标准0.6μm体硅CMOS工艺下,设计了采用普通单栅及多栅版图结构的nMOS和pMOS晶体管作为测试样品,讨论其经过γ射线照射后的总剂量辐照特性.辐照中器件采用不同电压偏置,并在辐照前后对器件的源漏极间泄漏电流、阈值电压漂移及跨导特性进行测量.研究表明nMOS总剂量效应对器件的版图结构非常敏感,而pMOS的总剂量效应几乎不受版图结构的影响.     

氮钝化SiC MOS界面特性的Gray-Brown法研究

降低SiO2/SiC界面态密度,尤其是SiC导带附近的界面态密度,是SiC MOS器件研究中的关键技术问题。采用氮等离子体钝化处理SiO2/SiC界面,制作成MOS电容后通过I-V和低温C-V测试进行氧化膜击穿特性及界面特性评价。氧化膜击穿电场为9.92MV/cm,SiO2与SiC之间的势垒高度为2.69eV。使用Gray-Brown法结合Hi-Lo法分析C-V曲线,获得了距导带底EC0.05～0.6eV范围内的界面态分布,其中距EC0.2eV处的界面态密度降低至1.33×1012cm-2eV-1。实验结果表明,氮等离子体处理能有效降低4H-SiC导带附近的界面态密度,改善界面特性。     

半导体器件辐射效应及抗辐射加固

随着空间技术、核技术和战略武器技术的发展,各种电子设备已经广泛用于人造卫星、宇宙飞船、运载火箭、远程导弹和核武器控制系统中。构成电子设备的电子元器件不可避免地要处于空间辐射和核辐射等强辐射应用环境之中,辐射作用会对元器件性能造成不同程度的破坏,进而使整个电子设备发生故障。介绍了微电子器件应用中可能遇到的两类辐射环境,着重分析了辐射对半导体材料与器件的作用机理和不同类型器件的辐射诱生失效模式,分别介绍了对双极型器件和MOS器件进行辐射加固的主要方法。     

MOS隧道结的光发射

介绍了一种新型的半导体电致发光器件并讨论了提高其发射效率所采取的措施     

利用FN振荡电流测量超薄栅MOS结构的栅氧化层厚度

给出了一种利用 FN振荡电流的极值测量超薄栅 MOS结构的栅氧化层厚度和电子在栅氧化层导带中的有效质量方法 .利用波的干涉方法来处理电子隧穿势垒的过程 ,方便地获得了出现极值时外加电压和栅氧化层厚度、势垒高度、电子的有效质量之间的关系 .这种方法的最大优点是精确和简便 ,并可方便地应用于任意形状的势垒和势阱