电离辐射对部分耗尽绝缘体上硅器件低频噪声特性的影响

• 作者: 何玉娟 刘远 刘默寒 岳龙 恩云飞 王信 陈海波
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 绝缘体上硅 部分耗尽 电离辐射 低频噪声
• 年，卷（期）: 2015,（7）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 078501-1-078501-6
• 页数: 1页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.64.078501

摘要

本文针对辐射前后部分耗尽结构绝缘体上硅(SOI)器件的电学特性与低频噪声特性开展试验研究.受辐射诱生埋氧化层固定电荷与界面态的影响，当辐射总剂量达到1 M rad(Si)(1 rad =10?2 Gy)条件下， SOI器件背栅阈值电压从44.72 V 减小至12.88 V、表面电子有效迁移率从473.7 cm2/V·s降低至419.8 cm2/V·s、亚阈斜率从2.47 V/dec增加至3.93 V/dec；基于辐射前后亚阈斜率及阈值电压的变化，可提取得到辐射诱生界面态与氧化层固定电荷密度分别为5.33×1011 cm?2与2.36×1012 cm?2.受辐射在埋氧化层-硅界面处诱生边界陷阱、氧化层固定电荷与界面态的影响，辐射后埋氧化层-硅界面处电子被陷阱俘获/释放的行为加剧，造成SOI器件背栅平带电压噪声功率谱密度由7×10?10 V2·Hz?1增加至1.8×10?9 V2·Hz?1；基于载流子数随机涨落模型可提取得到辐射前后SOI器件埋氧化层界面附近缺陷态密度之和约为1.42×1017 cm?3·eV?1和3.66×1017 cm?3·eV?1.考虑隧穿削弱因子、隧穿距离与时间常数之间关系，本文计算得到辐射前后埋氧化层内陷阱电荷密度随空间分布的变化.