超薄栅氧化层击穿(TDDB)

前面讲过关于TDDB的几种模型,今天更详细、深入、系统的介绍超薄栅氧化层击穿的相关知识,由于内容较多,也会分几次来完成,有兴趣的朋友可以仔细阅读。

下面这种图给出了 栅氧化层在栅电压下的表现,或是氢释放,或是阳极空穴注入,导致氧化层缺陷,经过缺陷累积,致使介质击穿的过程,并且指出缺陷产生率与栅电压的正比关系。

栅氧化层击穿分类:硬击穿和软击穿

测试方法比较简单,我想大家都知道怎么测。

应力条件:CCS,CVS, PVS,扫描应力

测量步骤:

CVS: 在恒定的Vg电压下测试,持续一定时间,直到Ig击穿(如大于1uA);

CCS:在恒定电流下测试,持续一段时间,直到Vg急剧降低,此时栅氧化层击穿。

氧化层击穿应力模式:沟道注入,栅注入,衬底热载流子注入

氧化层击穿电学特性

硬击穿,软件穿,漏电三种曲线对比:

击穿发生时,Drain端电流变小,因为电流主要流向了栅。

表征方法:威布尔分布累积分布函数

本征击穿:物理过程,空穴注入或者氢注入

栅氧化层中存在陷阱缺陷,在应力作用下,陷阱积累,导致导电通路的出现,缺陷积累到一定程度,最后因为热损伤,导致出现硅丝,氧化层穿通。

栅氧化层击穿图片

影响击穿的因素:面积效应,氧化层厚度,温度

以上几种关系大家定性理解就可以了,也比较容易理解的。

今天的内容就是这些,有机会大家可以拿自己的测试结构多测些数据对比是否有类似效应,当然,没有机会的话也可以直接拿来用的,这些结论都是显而易见的,有点经验的常识就能理解的。

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