陷阱產生的物理模型
發布時間:2016/4/4 20:40:48 訪問次數:427
在MOS器件及IC中,AD73311AR柵極下面存在一薄層Si0。,即通稱的柵氧(化層)。柵氧的漏電與柵氧質量關系極大,漏電增加到一定程度即可構成擊穿,導致器件失效。
當前由于VLSI技術的進步,一方面器件尺寸在不斷縮小,要求柵氧厚度不斷減薄,但電源電壓并不能隨之按比例減小,柵介質所承受的電場強度在不斷增加。例如,原來4k位DRAM,柵氧厚度40nm,電源電壓為5V,柵氧場強為1.25MV/cm。1M位.
物理(磨損)模型
陷阱產生的物理模型,在高電場作用下,原子間鍵如Si-Si鍵或Si-O鍵斷裂,在氧化層內部或界面處產生陷阱,其荷電狀態可從外部電場作用下以隧穿的充放電方式而變化,從而帶正電、負電甚至呈中性。荷電狀態的變化并不消除陷阱,這與前述陷阱由空穴或電子表征不同。除Si-0斷鍵外,氧化層內雜質原子(特別是氫、氮、氬、碳、氯、氟等)也可產生不同能量的陷阱。依據這些陷阱所在的位置,而分別叫做氧化層陷阱、界面陷阱等。
氧化層在施加高電場應力后,其I-V特性中發生隧穿前的電流比施加高場應力前增加,在電壓脈沖移去后,其瞬態電流正比于氧化層中產生的陷阱數,反比于時間£,而且陷阱的產生是均勻隨機分布的。如電子注入的界面處粗糙不平,可能伴隨較高的陷阱產生速率,從而導致較短的擊穿時間。利用隧穿波陣分析,可確定陷阱產生與電壓、應力流、極性及時間的關系。實測表明:體陷阱產生數與應力流的1/3次方程正比,界面態的產生數與應力流的1/2次方成正比,而與電壓極性及襯底類型無關。陷阱的產生與極性無關,表明熱載流子或碰撞電離不涉及薄氧化層中陷阱的產生。方次的不同說明界面態的陷阱是二雛的,而體陷阱本質上是三維的。當體(界面)陷阱密度在l019/cm3(1012 /Cl'l'12.eV)范圍時,氧化物就引發擊穿。
在MOS器件及IC中,AD73311AR柵極下面存在一薄層Si0。,即通稱的柵氧(化層)。柵氧的漏電與柵氧質量關系極大,漏電增加到一定程度即可構成擊穿,導致器件失效。
當前由于VLSI技術的進步,一方面器件尺寸在不斷縮小,要求柵氧厚度不斷減薄,但電源電壓并不能隨之按比例減小,柵介質所承受的電場強度在不斷增加。例如,原來4k位DRAM,柵氧厚度40nm,電源電壓為5V,柵氧場強為1.25MV/cm。1M位.
物理(磨損)模型
陷阱產生的物理模型,在高電場作用下,原子間鍵如Si-Si鍵或Si-O鍵斷裂,在氧化層內部或界面處產生陷阱,其荷電狀態可從外部電場作用下以隧穿的充放電方式而變化,從而帶正電、負電甚至呈中性。荷電狀態的變化并不消除陷阱,這與前述陷阱由空穴或電子表征不同。除Si-0斷鍵外,氧化層內雜質原子(特別是氫、氮、氬、碳、氯、氟等)也可產生不同能量的陷阱。依據這些陷阱所在的位置,而分別叫做氧化層陷阱、界面陷阱等。
氧化層在施加高電場應力后,其I-V特性中發生隧穿前的電流比施加高場應力前增加,在電壓脈沖移去后,其瞬態電流正比于氧化層中產生的陷阱數,反比于時間£,而且陷阱的產生是均勻隨機分布的。如電子注入的界面處粗糙不平,可能伴隨較高的陷阱產生速率,從而導致較短的擊穿時間。利用隧穿波陣分析,可確定陷阱產生與電壓、應力流、極性及時間的關系。實測表明:體陷阱產生數與應力流的1/3次方程正比,界面態的產生數與應力流的1/2次方成正比,而與電壓極性及襯底類型無關。陷阱的產生與極性無關,表明熱載流子或碰撞電離不涉及薄氧化層中陷阱的產生。方次的不同說明界面態的陷阱是二雛的,而體陷阱本質上是三維的。當體(界面)陷阱密度在l019/cm3(1012 /Cl'l'12.eV)范圍時,氧化物就引發擊穿。
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