SiO-,2-介質(zhì)材料輻射損傷噪聲靈敏表征技術(shù)研究.pdf

1、隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，越來越多的電子器件用于輻射環(huán)境，輻射會(huì)影響電子器件的性能和可靠性?，F(xiàn)有的電子器件抗輻射能力評(píng)價(jià)方法存在一定的局限性，因此為了保證電子器件在輻射環(huán)境下的可靠性，迫切需要一種快速、靈敏、簡(jiǎn)便易行的方法，評(píng)價(jià)電子材料、工藝和器件的抗輻射能力。 器件性能參數(shù)的退化往往來源于材料中缺陷的積累。本文研究了半導(dǎo)體器件和集成電路中廣泛應(yīng)用的SiO2介質(zhì)材料的輻射損傷機(jī)理，通過分析輻照期間材料中缺陷形成的微觀機(jī)制和物理運(yùn)動(dòng)

2、過程，得到SiO2介質(zhì)材料輻射損傷統(tǒng)一物理模型。之后在材料與器件相結(jié)合的輻射效應(yīng)研究方法的指導(dǎo)下，分析了MOS工藝中兩種氧化層介質(zhì)材料輻射損傷對(duì)器件性能影響的差異，提出SiO2介質(zhì)材料輻射損傷的測(cè)試結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，并完成了封閉柵、多柵等測(cè)試結(jié)構(gòu)的版圖設(shè)計(jì)和投片制備。 本文還設(shè)計(jì)輻照實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了測(cè)試結(jié)構(gòu)和SiO2介質(zhì)材料輻射損傷模型，并對(duì)比電學(xué)參數(shù)和噪聲參數(shù)輻照前后的變化規(guī)律，優(yōu)選了1/f噪聲幅值B和頻率指數(shù)因子γ值為

3、噪聲靈敏表征參量。在1/f噪聲統(tǒng)一模型中引入了反型層載流子密度對(duì)散射因子的影響，討論了1/f噪聲幅值B與源-漏電壓和有效柵壓的關(guān)系，并嘗試從理論上建立MOS器件1/f噪聲和1/f2噪聲的聯(lián)系。使用封閉柵結(jié)構(gòu)MOSFET的測(cè)試結(jié)果分析了噪聲頻率指數(shù)因子γ與柵極電壓之間的關(guān)系，利用模型得到的方法對(duì)輻照前后測(cè)試結(jié)構(gòu)SiO2介質(zhì)材料缺陷的能量分布因子ξ和空間分布因子η分別進(jìn)行了提取，發(fā)現(xiàn)ξ隨輻照有增大趨勢(shì)，η有減小的趨勢(shì)。最后基于修正的1/f噪