多晶硅栅光刻前后注F对MOS器件辐照特性的影响

分析研究了Ｈ２＋Ｏ２合成栅氧化、多晶硅栅光刻前后注Ｆ和Ｐ的沟和Ｎ沟ＮＯＳＦＥＴ，在最劣γ辐照偏置下的阈电压和Ｉ（ｄｓ）－Ｖ（ｇｓ）亚阈特性的辐射影响应．结果表明，多晶硅栅光刻前注Ｆ比光刻后注Ｆ和未注Ｆ，具有更强的抑制辐射感生氧化物电荷积累和界面态生长的能力．其辐射敏感性的降低可能归结为ＳｉＯ２栅介质和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面附近Ｆ的浓度相对较大以及栅场介质中Ｆ注入缺陷相对较少所致．     

注F CC4007电路的电离辐射效应

本文分析研究了用注Ｆ工艺制作的ＣＣ４００７电路Ｃｏ６０γ辐照响应结果．实验表明、把适量的Ｆ引入栅介质，能明显减少辐射感生氧化物电荷积累和界面态的增长，从而引起较小的阈电压漂移和Ｎ沟静态漏电流的增长．器件导电类型和辐照栅偏压不改变注Ｆ栅介质的抗辐照特性．注Ｆ栅介质辐照敏感性的降低可归结为Ｆ能减小Ｓｉ／ＳｉＯ２界面应力、并部分替换在辐照场中易成为电荷陷阱的应力键和弱健等的缘故．     

多晶硅栅光刻前后注F对MOS器件辐射特性的影响

分析研究了Ｈ２＋Ｏ２合成栅氧化、多晶硅栅光刻前后注Ｆ和Ｐ的沟和Ｎ沟ＮＯＳＦＥＴ，在最劣γ辐照偏置下的阈电压和Ｉｄｓ－Ｖｇｓ亚阈特性的辐射影响应。结果表明，多晶硅栅光刻前注Ｆ比光刻后注Ｆ和未注Ｆ，具有更强的抑制辐射感生氧化物电荷积累和界面态生长的能力。其辐射敏感性的降低可能归结为ＳｉＯ２栅介质和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面附近Ｆ的浓度相对较大以及栅场介质中Ｆ注入缺陷相对较少所致。     

注FCC4007电路的电子和X射线辐照效应

分析研究了用注Ｆ工艺制作的ＣＣ４００７ 电路电子和Ｘ射线辐照响应结果。实验表明,把适量的Ｆ注入栅场介质,能明显抑制辐射所引起的ＰＭＯＳＦＥＴ 阈电压的负向漂移和ＮＭＯＳＦＥＴ阈电压的正向回漂及静态漏电流的增加。Ｉ－Ｖ特性表明,栅介质中的Ｆ能减小辐射感生氧化物电荷和界面态的增长积累。注Ｆ栅介质电子和Ｘ射线辐照敏感性的降低,是Ｓｉ－Ｆ结键释放了Ｓｉ／ＳｉＯ２ 界面应力,并部分替换在辐照场中易成为电荷陷阱的Ｓｉ－Ｈ弱键的缘故。     

电离辐射引起MOSFET跨导退化的机制

通过研究６０Ｃｏｒ射线对ＭＯＳＦＥＴ跨导的影响，定性描述了辐照栅偏置条件以及氧化物电荷积累和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面态密度增加分别与ＮＭＯＳＦＥＴ和ＰＭＯＳＦＥＴ跨导衰降之间的依赖关系。试验表明，对于ＰＭＯＳＦＥＴ，电离辐射感生氧化物正电荷累和界面太度增加降导致器件跨导退化。对于ＮＭＯＳＦＥＴ来说。这种退化只与辐射感生界面态密度增长有关。     

Fowler－Nordheim高电场应力引起的MOS结构损伤研究

本文研究了Ｆｏｗｌｅｒ－Ｎｏｒｄｈｅｉｍ高电场应力引起的ＭＯＳ结构损伤及其室温退火．结果表明有四种损伤产生：氧化物正电荷建立、Ｓｉ／ＳｉＯ２快界面态增长、慢界面态产生和栅介质电容下降．当终止应力后，前三种损伤在室温下有所恢复，但最后一种损伤没有变化．实验还表明：产生的慢界面态分布在禁带上半部；高电场下栅介质电容呈现无规阶梯型下降．对四种损伤及其室温退火机理进行了讨论．还给出产生的慢界面态对高频电容－电压测量的影响．     

掺HCl栅氧化对MOS结构电特性的影响

研究了栅氧化时掺ＨＣｌ的硅栅ＭＯＳＦＥＴ的ＤＤＳ－ＶＧＳ特性、阈电压和界面态．结果发现，ＨＣｌ掺入栅介质，可使ＩＤＳ－ＶＧＳ曲线正向漂移，ＰＭＯＳＦＥＴ阈电压绝对值减小，ＮＭＯＳＦＥＴ阈电压增大，Ｓｉ／ＳｉＯ２界面态密度下降。采用氯的负电中心和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面硅悬挂键的键合模型对实验结果进行了解释。     

掺HCI栅氧化对MOS结构电特性的影响

研究了栅氧化时掺ＨＣｌ的硅栅ＭＯＳＦＥＴ的ＤＤＳ－ＶＧＳ特性，阈电压和界面态。结果发现，ＨＣｌ掺入栅介质，可使ＩＤＳ－ＶＧＳ曲线正向漂移，ＰＭＯＳＦＥＴ阈电压绝对值减小，ＮＭＯＳＦＥＴ阈电压增大，Ｓｉ／ＳｉＯ２界面态密度下降，采用氯的负电中心和Ｓｉ／ＳｉＯ２界面硅悬挂键的键合模型对实验结果进行了解释。     

离子辐照纳米Si3N4量子点的表面分析与蓝光增强机理研究

本文对Ｎ十离子辐照纳米氮化硅量子点的表面特性进行了测试、分析，对离子辐照后量子点蓝光发射显著增强这一现象给出了解释．ＦＴＩＲ测试发现，辐照使Ｓｉ－Ｎ键结合峰增强，说明辐照后Ｓｉ－Ｎ 键合数增加，而其它峰未发生变化．ＸＰＳ全谱表明，量子点中的氧主要集中在其表面，辐照使量子点表面的氧含量增加，进一步通过ＸＰＳ芯态能谱测试发现，辐照使表面的氧、硅由吸附态转化成结合态．我们认为ＳｉＯ２／Ｓｉ３Ｎ４界面中的激子模型可以解释量子点蓝光增强现象，界面层激子效应是蓝光发射增强效应产生的根源．     

退火气氛对SIMOX材料Si／SiO_2界面特性的影响

利用ＴＥＭ、ＡＥＳ、ＸＰＳ技术分析研究了不同退火气氛对ＳＩＭＯＸ材料的影响．结果表明，在注入能量和剂量以及退火温度和时间都相同的条件下，在Ａｒ＋０．５％Ｏ２中退火，可以获得光滑平整的Ｓｉ／ＳｉＯ２界面，而在纯Ｎ２气氛中退火，Ｓｉ／ＳｉＯ２界面极不平整，且界面附近晶体质量较差．本文分析了造成这种结果的原因．     

~（60）CO－γ辐照感生Si／SiO_2慢界面态及其对高频C－V测试的影响

研究了γ辐照感生Ｓｉ／ＳｉＯ２慢界面态的特性及其对高频Ｃ－Ｖ测试的影响．结果表明，辐照产生的慢界面态为界面态的０．３—０．８，分布在Ｓｉ禁带中央以上的能级或呈现受主型．分析认为慢界面态对应的的微观缺陷很可能是Ｓｉ—Ｏ断键或弱键．慢界面态的产生还引起Ｃ－Ｖ曲线同测试速率、方向和扫描前保持时间有关．文中提出了如何通过高频Ｃ－Ｖ测量比较准确地计算辐照感生氧化物正电荷、界面态和慢界面态密度的方法．     

Fowler—Nordheim高电场应力引起的MOS结构损伤研究

本文研究了Ｆｏｗｌｅｒ－Ｎｏｒｄｈｅｉｍ高电场应力引起的ＭＯＳ结构损伤及其室温退火。结果表明有四种损伤产生，氧化物正电荷建立，Ｓｉ／ＳｉＯ２快界面态增长，慢界面态产生和栅介质电容下降，当终止应力后，前三种损伤在室温下有所恢复，但最后一种损伤没有变化，实验还表明：产生的慢界面态分布在禁带上半部；高电场下栅介电容呈现无规阶梯型下降，对四种损伤及其室温退火机理进行了讨论，还给出产生的慢界面态对高频电容－     

^6—Co—γ辐照感生Si／SiO2慢界面态及其对高频C—V测试的影响

研究了γ辐照感生Ｓｉ／ＳｉＯ２慢界面态的特性及其对高频Ｃ－Ｖ测试的影响。结果表明，辐照产生的慢界面态为界面态的０．３－０．８，分布在Ｓｉ禁带中央以上的能级或呈现受主型。分析认为慢界面态对应的微观缺陷很可能是Ｓｉ－Ｏ断键或弱键。慢界面态的产生还引起Ｃ－Ｖ曲线同测试速率、方向和扫描前保持时间有关。文中提出了如何通过高频Ｃ－Ｖ测量比较准确地计算辐照感生氧化物正电荷、界面态和慢界面态密度的方法。     

高质量栅氧化层的制备及其辐照特性研究

通过大量工艺实验开发了采用低温Ｈ２－Ｏ２合成氧化方法制备薄栅氧化层的工艺技术,得到了性能优良的薄栅氧化层,对于厚度为３０ｎｍ的栅氧化层,其平均击穿电压为３０Ｖ,Ｓｉ／ＳｉＯ２界面态密度小于３．５×１０１０ｃｍ－２．该工艺现已成功地应用于薄膜全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ工艺中．同时还开展了采用低温Ｈ２－Ｏ２薄栅氧化工艺制备的全耗尽ＣＭＯＳ／ＳＯＩ器件的抗总剂量辐照特性研究,采用低温Ｈ２－Ｏ２合成氧化方法制备的ＳＯＩ器件的抗辐照特性明显优于采用常规干氧氧化方法制备的器件,Ｈ２－Ｏ２低温氧化工艺是制备抗核加固ＣＭＯＳ     

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。     

注F MOSFET漏电流的辐照和退火行为

分析研究了不同偏置辐照和退火条件下，Ｐ沟和Ｎ沟ＭＯＳＦＥＴ的漏电流变化特性。结果表明，ＰＭＯＳＦＥＴ的辐射感生漏电流与栅偏压的依赖关系类似于辐照陷阱电荷的栅偏压关系；注ＦＰＭＯＳＦＥＴ的辐射感生漏电流增长小于未注Ｆ样品；ＮＭＯＳＦＥＴ辐照后漏电流随时间的退火呈现下降、重新增长和趋于饱和的特征，注Ｆ对退人过程中漏电流的重新增长有一定的抑制作用。     

注F栅介持抗电离辐射损伤机理

对含Ｆ ＭＯＳ结构的抗电离辐射特性和机理进行了系统研究。其结果表明：Ｆ减少工艺过程引入栅介持的Ｅ　’中心缺陷和补偿Ｓｉ／ＳｉＯ２悬挂键的作用,将导致实始氧化物电荷和界面态密度的下降;栅ＳｉＯ２中的Ｆ主要以Ｆ离子和Ｓｉ－Ｆ结键的方式存在;含Ｆ栅介质中部分Ｓｉ－Ｆ键替换Ｓｉ－Ｏ应力键而使Ｓｉ／ＳｉＯ２界面应力得到释放,以及用较高键能的Ｓｉ－Ｆ键替换Ｓｉ－Ｈ弱键的有益作用是栅介质辐射敏感降低的根本原因;     

短沟道CMOS／SOI器件加固技术研究

通过大量辐照实验分析了采用不同工艺和不同器件结构的薄膜短沟道ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ器件的抗辐照特性，重点分析了Ｈ２－Ｏ２合成氧化和低温干氧氧化形成的薄栅氧化层、ＣｏＳｉ２／多晶硅复合栅和多晶硅栅以及环形栅和条形栅对ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ器件辐照特性的影响，最后得到了薄膜短沟道ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ器件的抗核加固方案．     

Fe~＋和H~＋注入引起的Si／SiO_2界面重构现象

针对Ｓｉ－ＳｉＯ２过渡区对于离子注入较为敏感的特点，用１．２ＭｅＶ，剂量１×１０１０ｃｍ－２的Ｆｅ＋和Ｈ＋先后注入ＳｉＯ２－Ｓｉ样品，并用ＸＰＳ技术重点分析了Ｓｉ－ＳｉＯ２界面附近硅的化学结构、组分的变化。结果表明，在界面附近，除了Ｓｉ４＋，Ｓｉ０价态，还存在明显的Ｓｉ２＋价态。这和注入Ｈ＋产生的高温退火以及Ｓｉ—Ｓｉ键或Ｓｉ—Ｈ键的形成有关。     

CMOS／SIMOX器件总剂量辐照的研究

在新材料ＳＩＭＯＸ上制作ＣＭＯＳ器件,并采用静态Ｉ－Ｖ技术,研究了ＣＭＯＳ／ＳＩＭＯＸ在（６０）Ｃｏ－γ电离辐照场中辐照感生界面态、氧化物正电荷、阈值电压、静态漏电流等参数的变化。结果表明,在辐照过程中,氧化物正电荷增加较多,界面态增加较少,且ＮＭＯＳ和ＰＭＯＳ＂导通＂辐照偏置是最恶劣偏置。