DCIV技术表征MOS/SOI界面陷阱能级密度分布

基于直流电流电压(DCIV)理论和界面陷阱能级U型对称分布模型,可以获取硅界面陷阱在禁带中的分布,即利用沟道界面陷阱引起的界面复合电流与不同源/漏-体正偏电压(Vpn)的函数关系,求出对应每个Vpn的有效界面陷阱面密度(Neff),通过Neff函数与求出的每个Neff值作最小二乘拟合,将拟合参数代入界面陷阱能级密度(DIT)函数式,作出DIT的本征分布图.分别对部分耗尽的nMOS/SOI和pMOS/SOI器件进行测试,得到了预期的界面复合电流曲线,并给出了器件界面陷阱能级密度的U型分布图.结果表明,两种器件在禁带中央附近的陷阱能级密度量级均为109 cm-2·eV-1,而远离禁带中央的陷阱能级密度量级为1011 cm-2·eV-1.     

电离总剂量效应对HfO2栅介质经时击穿特性影响

针对纳米金属-氧化物-半导体(MOS)器件中采用的高介电常数Hf栅介质,开展电离总剂量效应对栅介质经时击穿特性影响的研究。以HfO₂栅介质MOS电容为研究对象,进行不同栅极偏置条件下⁶⁰Co-γ射线的电离总剂量辐照试验,对比辐照前后MOS电容的电流-电压、电容-电压以及经时击穿特性的测试结果。结果显示,不同的辐照偏置条件下,MOS电容的损伤特性不同。正偏辐照下,低栅压下的栅电流显著增大,电容电压特性的斜率降低;零偏辐照下,正向高栅压时栅电流和电容均显著增大;负偏辐照下,栅电流均有增大,正向高栅压下电容增大,且电容斜率降低。3种偏置下,电容的经时击穿电压均显著减小。该研究为纳米MOS器件在辐射环境下的长期可靠性研究提供了参考。