柵氧化層的經(jīng)時擊穿作為影響互補型金屬-氧化物-半導體集成電路可靠性的一個重要因素,一直是國內(nèi)外學者研究的重點.為了對其進一步研究,首先從柵氧化層在電應力下經(jīng)時擊穿的微觀機理出發(fā),基于柵氧化層中電子陷阱密度累積達到臨界值時發(fā)生擊穿的原理和電子陷阱生成過程的隨機性,提出了柵氧化層經(jīng)時擊穿的非平衡統(tǒng)計理論分析方法,然后分別給出了恒定電流應力和恒定電壓應力下電子陷阱生成速率方程,導出了電子陷阱密度的概率密度分布函數(shù).最后以具體器件為例進行分析,得到了柵氧化層的最概然壽命隨電流應力、電壓應力及其厚度的變化規(guī)律,并類比固體斷裂現(xiàn)象中"疲勞極限"的概念定義"擊穿極限"概念.計算出了累積失效率隨電流應力、電壓應力和時間的變化規(guī)律,引入特征值來描述累積失效率達到0.63所用的時間.結果表明:電子陷阱密度的概率密度分布函數(shù)滿足對數(shù)正態(tài)分布,且理論結果與實驗結果相符. 

【文章來源】：物理學報. 2020,69(10)北大核心EISCICSCD

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【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3416581