基于环形栅和半环形栅N沟道金属氧化物半导体晶体管的总剂量辐射效应研究

• 作者: 张斌 李威 李平 王刚 翟亚红 胡滨 范雪 谢小东
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 工学
• 关键词: 环形栅 半环形栅 总剂量 辐射效应
• 年，卷（期）: 2012,（1）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质：结构、力学和热学性质
• 页码范围: 318-323
• 分类号: TN432
• 语种: 中文

摘要

在商用0.35μm互补金属氧化物半导体工艺上制备了两种栅氧化层厚度（t_（ox））的条形栅、环形栅和半环形栅N沟道金属氧化物半导体（n-channel metal oxide semiconductor,简记为NMOS）晶体管,并进行了2000 Gy（Si）的总剂量辐射效应实验.实验结果显示,栅氧厚度对阈值电压漂移的影响大于栅氧厚度的3次方.对于t_（ox）为11 nm的低压NMOS晶体管,通过环形栅或半环形栅的加固方式能将其抗总剂量辐射能力从300 Gy（Si）提高到2000 Gy（Si）以上;而对于t_（ox）为26 nm的高压NMOS晶体管,通过环栅或半环栅的加固方式,则只能在低于1000 Gy（Si）的总剂量下,一定程度地抑制截止漏电流的增加.作为两种不同的版图加固方式,环形栅和半环形栅对同一t_（ox）的NMOS器件加固效果类似,环形栅的加固效果略优于半环形栅.对于上述实验结果,进行了理论分析并阐释了产生这些现象的原因.