【摘要】：隨著集成電路在航空航天的應(yīng)用,半導(dǎo)體器件和電路的總劑量輻照效應(yīng)越來越受到關(guān)注。器件尺寸進(jìn)入到納米級(jí)后,器件的總劑量輻照效應(yīng)表現(xiàn)出一些新的特性。本文主要針對(duì)65nm工藝下MOSFET的總劑量輻照效應(yīng)進(jìn)行研究,首先通過實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了65nm工藝下的高κ柵氧化層具有很好的抗輻照性能,接著基于ISE軟件針對(duì)STI區(qū)俘獲的陷阱電荷對(duì)MOSFET特性的影響及MOSFET的輻照加固進(jìn)行仿真研究。仿真得到了不同輻照劑量下的nMOSFET的轉(zhuǎn)移特性曲線,發(fā)現(xiàn)隨著輻照劑量的增加器件的關(guān)態(tài)漏電流增大和亞閾特性變差。STI側(cè)墻的輻照致陷阱電荷增加了附近襯底的電勢(shì),使得導(dǎo)帶和價(jià)帶向下彎曲。在低的輻照劑量下STI側(cè)墻附近的襯底表面處于類似弱反型狀態(tài),高的輻照劑量下附近的襯底深處可以反型。總結(jié)了晶體管特性參數(shù)閾值電壓、遷移率、跨導(dǎo)隨輻照劑量的變化,根據(jù)閾值電壓隨輻照劑量的變化關(guān)系針對(duì)輻照劑量對(duì)器件閾值電壓的影響建模,并提出了一種估算載流子遷移率隨輻照劑量變化的方法,觀察到了輻照增強(qiáng)的DIBL效應(yīng)、溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)和窄溝效應(yīng),分析得出了三者增強(qiáng)的原因。DIBL和溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)的增強(qiáng)是由于STI側(cè)墻的輻照致陷阱電荷增加了附近的電場(chǎng)和襯底的電勢(shì),窄溝效應(yīng)增強(qiáng)是由于兩個(gè)STI側(cè)墻的輻照陷阱正電荷在晶體管寬度較小時(shí)會(huì)產(chǎn)生的電場(chǎng)。本文對(duì)pMOSFET總劑量輻照效應(yīng)進(jìn)行仿真,從pMOSFET和nMOSFET總劑量輻照效應(yīng)差異和靜態(tài)功耗兩方面得出了對(duì)nMOSFET輻照加固的必要性。為了對(duì)nMOSFET進(jìn)行輻照加固,提出了一種根據(jù)半導(dǎo)體表面費(fèi)米能級(jí)與本征費(fèi)米能級(jí)重合時(shí)的空間電荷區(qū)位置以及源漏區(qū)的最大深度確定超陡倒摻雜位置的方法,證實(shí)了這種摻雜的晶體管具有很好的抗輻照特性。對(duì)上述的超陡倒摻雜再加上閾值調(diào)整注入摻雜的nMOSFET的輻照特性進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示抗輻照特性更佳。研究了采用H型柵和環(huán)形柵進(jìn)行輻照加固的晶體管的總劑量輻照特性,分析了H型柵和環(huán)形柵能進(jìn)行輻照加固的原因和其加固的性能,H型柵的輻照加固是基于其對(duì)稱部分將主溝道區(qū)和STI側(cè)墻分開,環(huán)形柵不僅將溝道區(qū)和STI區(qū)分開,而且使得STI區(qū)上沒有加電的柵電極通過,得出了環(huán)形柵器件的抗輻照特性更好些。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN386

【參考文獻(xiàn)】

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1 薛峰;;65nm工藝下MOSFET閾值電壓提取方法研究[J];赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年07期

2 劉宇安;杜磊;包軍林;;金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管熱載流子退化的1/f~γ噪聲相關(guān)性研究[J];物理學(xué)報(bào);2008年04期

3 李瑞珉;杜磊;莊奕琪;包軍林;;MOSFET輻照誘生界面陷阱形成過程的1/f噪聲研究[J];物理學(xué)報(bào);2007年06期

4 王寧娟;劉忠立;李寧;于芳;李國(guó)花;;不同偏置下全耗盡SOI NMOSFET總劑量抗輻射的研究[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2007年05期

5 賀朝會(huì);李永宏;楊海亮;;單粒子效應(yīng)輻射模擬實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展[J];核技術(shù);2007年04期

6 常曉濤;范東睿;韓銀和;張志敏;;應(yīng)用輸入向量控制技術(shù)降低漏電功耗的快速算法[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2006年05期

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本文編號(hào)：2531123