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栅氧的漏电与栅氧质量关系极大

发布时间:2016/5/2 18:13:20 访问次数:2181

   在MOS器件及IC中,栅极下RH3A-10R-V-B 面存在一薄层Si0。,即通称的栅氧(化层)。栅氧的漏电与栅氧质量关系极大,漏电增加到一定程度即可构成击穿,导致器件失效。

   当前由于VLSI技术的进步,一方面器件尺寸在不断缩小,要求栅氧厚度不断减薄,但电源电压并不能随之按比例减小,栅介质所承受的电场强度在不断增加。例如,原来64k位DRAM,栅氧厚度40nm,电源电压为5V,栅氧场强为1.25MV/cm。1M位

DRAM栅氧厚lOnm,内部电压降至2.5V,场强为2.5MV/cm。目前64M位DRAM,栅氧厚度仅为7nm,电压降为3.3V,器件内部不降压时场强将达到4.7MV/cm。这对栅氧质量及厚度的均匀性都提出了严格要求,以保证栅氧有一定寿命。另一方面,随着IC集成度的提高,电路功能的扩大,可将一个系统集成在一块芯片上,芯片面积不断扩大,相应地芯片上栅氧总面积增大,存在缺陷的概率增加,加上受到高电场作用,栅氧发生击穿的地方增多,可靠性问题变得严重。

   电压一加上去,电场强度达到或超过该介质材料所能承受的临界场强,介质中流过的电流很大而立即击穿,这叫本征击穿。实际栅氧化层中,某些局部位置厚度较薄,电场增强;也可存在空洞(针孔或盲孔)、裂纹、杂质、纤维丝等疵点,它引起气体放电、电热分解等情况而产生介质漏电甚至击穿,由于这些缺陷引起的介质击穿叫非本征击穿。



   在MOS器件及IC中,栅极下RH3A-10R-V-B 面存在一薄层Si0。,即通称的栅氧(化层)。栅氧的漏电与栅氧质量关系极大,漏电增加到一定程度即可构成击穿,导致器件失效。

   当前由于VLSI技术的进步,一方面器件尺寸在不断缩小,要求栅氧厚度不断减薄,但电源电压并不能随之按比例减小,栅介质所承受的电场强度在不断增加。例如,原来64k位DRAM,栅氧厚度40nm,电源电压为5V,栅氧场强为1.25MV/cm。1M位

DRAM栅氧厚lOnm,内部电压降至2.5V,场强为2.5MV/cm。目前64M位DRAM,栅氧厚度仅为7nm,电压降为3.3V,器件内部不降压时场强将达到4.7MV/cm。这对栅氧质量及厚度的均匀性都提出了严格要求,以保证栅氧有一定寿命。另一方面,随着IC集成度的提高,电路功能的扩大,可将一个系统集成在一块芯片上,芯片面积不断扩大,相应地芯片上栅氧总面积增大,存在缺陷的概率增加,加上受到高电场作用,栅氧发生击穿的地方增多,可靠性问题变得严重。

   电压一加上去,电场强度达到或超过该介质材料所能承受的临界场强,介质中流过的电流很大而立即击穿,这叫本征击穿。实际栅氧化层中,某些局部位置厚度较薄,电场增强;也可存在空洞(针孔或盲孔)、裂纹、杂质、纤维丝等疵点,它引起气体放电、电热分解等情况而产生介质漏电甚至击穿,由于这些缺陷引起的介质击穿叫非本征击穿。



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