应变Si MOS器件辐照特性及加固技术研究

发布时间：2024-05-10 20:02

　　随着微电子技术的快速发展,以互补型金属氧化物半导体(CMOS器件)技术为主导的集成电路技术已进入纳米尺度,按照等比例缩小的原则MOS器件栅氧化层厚度也随之减小,从而引起栅泄漏电流增大,故导致整个电路静态功耗急剧增大以及电学性能的退化甚至失效,成为集成电路持续发展的瓶颈。因此,对于新材料、新工艺及新器件的开发探索提出更高要求,而由于应变Si技术载流子迁移率高、带隙可调且与现有Si工艺相兼容等优势,故其是目前提高应变集成技术的重要途径之一。随着应变集成器件及电路技术在空间、军事等领域的广泛应用,在辐照条件下应变集成器件及电路的应用将会越来越多,因此辐照特性及加固技术对应变集成器件的研究越来越重要。本论文揭示了应变器件在辐照条件下电学性能的演化规律,建立并验证了相应的电学特性退化模型,提出一种新型的抗单粒子辐照加固器件结构。首先,完成了用于辐照研究的单轴应变Si纳米沟道MOS器件设计与制造,该成果可保障不同规格的纳米MOS器件辐照试验样品;其次,基于在γ射线辐照条件下单轴应变Si纳米n型金属氧化物半导体场效应晶体管载流子的微观输运机制,揭示了单轴应变Si纳米MOS器件电学特性随总剂量辐照的变...

【文章页数】：159 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1范艾伦辐射带

西安电子科技大学博士学位论文子和质子为主要成分的是外辐射带。相对于内辐射带，外虽然不能引起电路的翻转，但其中有多数的质子其能量核反冲效应，引起的电离量远大于质子本身直接产生的转。由图1.2可明显看出，航天器正遭受着空间辐射的损退化甚至失效，最终影响航空器的正常运行工作。

图1.2航天器受空间辐射的示意图

2图1.2航天器受空间辐射的示意图围环境产生一定核辐射的有核电站、核潜艇以载有核能的原子将会受到核辐射环境中的高能γ射线、X射线、产生光电流，因此核辐射环境对半导体器件的正常工作高能粒子以及强烈的电磁脉冲由于核爆炸时所产生。辐射对于运行在空间的人造卫星、航天器和工作在核....

图1.3NMOS器件部分截面图

得到电学特性退化与工艺参数之间的关系，最后利用抗辐照能力比较好的CMOS器件。世纪80年代时，各研究机构及学者对MOS器件的辐照研究，K.F.Galloway等人[116]于1984年为描述辐照对M立了简化模型，其主要揭示了由于辐照引起的界面态与的依赖关系....

图2.2浅槽隔离技术

图2.2浅槽隔离技术Si化反应应是由于Si化物与金属具有不同的热膨胀系数，从，如图2.3所示。由于金属比N型多晶Si的功函数金属代替多晶Si制作栅极，且不必沟道掺杂。另外金属Si化反应对薄层的电阻具有降低作用[142-143]。

本文编号：3968950