抗輻射0.18 μm NMOS器件熱載流子效應(yīng)研究

謝儒彬，張慶東，紀(jì)旭明，吳建偉，洪根深

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第58研究所，江蘇無(wú)錫 214072）

抗輻射0.18 μm NMOS器件熱載流子效應(yīng)研究

謝儒彬，張慶東，紀(jì)旭明，吳建偉，洪根深

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第58研究所，江蘇無(wú)錫 214072）

基于0.18 μm CMOS工藝開(kāi)發(fā)了抗總劑量輻射加固技術(shù)，制備的1.8 V NMOS器件常態(tài)性能良好，器件在500 krad(Si)劑量點(diǎn)時(shí)，閾值電壓與關(guān)態(tài)漏電流無(wú)明顯變化。研究器件的熱載流子效應(yīng)，采用體電流Isub/漏電流Id模型評(píng)估器件的HCI壽命，壽命達(dá)到5.75年，滿(mǎn)足在1.1 Vdd電壓下工作壽命大于0.2年的規(guī)范要求。探索總劑量輻射效應(yīng)與熱載流子效應(yīng)的耦合作用，對(duì)比輻照與非輻照器件的熱載流子損傷，器件經(jīng)輻照并退火后，受到的熱載流子影響變?nèi)酢Ｔu(píng)估加固工藝對(duì)器件HCI可靠性的影響，結(jié)果表明場(chǎng)區(qū)總劑量加固工藝并不會(huì)造成熱載流子損傷加劇的問(wèn)題。

輻射加固；總劑量效應(yīng)；熱載流子效應(yīng)；0.18 μm

1 引言

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，微電子元器件在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛，器件在空間輻射環(huán)境中將面臨抗輻射可靠性與自身可靠性的雙重考驗(yàn)[1]，使得器件的可靠性成為微電子技術(shù)中尤為重要的一個(gè)方面。因此，需要開(kāi)展空間應(yīng)用中元器件的可靠性研究，以保證航空航天電子系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

微電子制造技術(shù)已經(jīng)向著納米尺寸迅速發(fā)展，在MOS器件的溝道長(zhǎng)度、結(jié)深和柵氧厚度等尺寸等比例縮小的同時(shí)，電源電壓卻未能隨之等比減小，這樣會(huì)導(dǎo)致溝道區(qū)的橫向和縱向電場(chǎng)的顯著增加。……