柵氧的漏電與柵氧質(zhì)量關(guān)系極大
發(fā)布時(shí)間:2016/5/2 18:13:20 訪問次數(shù):2168
在MOS器件及IC中,柵極下RH3A-10R-V-B 面存在一薄層Si0。,即通稱的柵氧(化層)。柵氧的漏電與柵氧質(zhì)量關(guān)系極大,漏電增加到一定程度即可構(gòu)成擊穿,導(dǎo)致器件失效。
當(dāng)前由于VLSI技術(shù)的進(jìn)步,一方面器件尺寸在不斷縮小,要求柵氧厚度不斷減薄,但電源電壓并不能隨之按比例減小,柵介質(zhì)所承受的電場強(qiáng)度在不斷增加。例如,原來64k位DRAM,柵氧厚度40nm,電源電壓為5V,柵氧場強(qiáng)為1.25MV/cm。1M位
DRAM柵氧厚lOnm,內(nèi)部電壓降至2.5V,場強(qiáng)為2.5MV/cm。目前64M位DRAM,柵氧厚度僅為7nm,電壓降為3.3V,器件內(nèi)部不降壓時(shí)場強(qiáng)將達(dá)到4.7MV/cm。這對柵氧質(zhì)量及厚度的均勻性都提出了嚴(yán)格要求,以保證柵氧有一定壽命。另一方面,隨著IC集成度的提高,電路功能的擴(kuò)大,可將一個(gè)系統(tǒng)集成在一塊芯片上,芯片面積不斷擴(kuò)大,相應(yīng)地芯片上柵氧總面積增大,存在缺陷的概率增加,加上受到高電場作用,柵氧發(fā)生擊穿的地方增多,可靠性問題變得嚴(yán)重。
電壓一加上去,電場強(qiáng)度達(dá)到或超過該介質(zhì)材料所能承受的臨界場強(qiáng),介質(zhì)中流過的電流很大而立即擊穿,這叫本征擊穿。實(shí)際柵氧化層中,某些局部位置厚度較薄,電場增強(qiáng);也可存在空洞(針孔或盲孔)、裂紋、雜質(zhì)、纖維絲等疵點(diǎn),它引起氣體放電、電熱分解等情況而產(chǎn)生介質(zhì)漏電甚至擊穿,由于這些缺陷引起的介質(zhì)擊穿叫非本征擊穿。
在MOS器件及IC中,柵極下RH3A-10R-V-B 面存在一薄層Si0。,即通稱的柵氧(化層)。柵氧的漏電與柵氧質(zhì)量關(guān)系極大,漏電增加到一定程度即可構(gòu)成擊穿,導(dǎo)致器件失效。
當(dāng)前由于VLSI技術(shù)的進(jìn)步,一方面器件尺寸在不斷縮小,要求柵氧厚度不斷減薄,但電源電壓并不能隨之按比例減小,柵介質(zhì)所承受的電場強(qiáng)度在不斷增加。例如,原來64k位DRAM,柵氧厚度40nm,電源電壓為5V,柵氧場強(qiáng)為1.25MV/cm。1M位
DRAM柵氧厚lOnm,內(nèi)部電壓降至2.5V,場強(qiáng)為2.5MV/cm。目前64M位DRAM,柵氧厚度僅為7nm,電壓降為3.3V,器件內(nèi)部不降壓時(shí)場強(qiáng)將達(dá)到4.7MV/cm。這對柵氧質(zhì)量及厚度的均勻性都提出了嚴(yán)格要求,以保證柵氧有一定壽命。另一方面,隨著IC集成度的提高,電路功能的擴(kuò)大,可將一個(gè)系統(tǒng)集成在一塊芯片上,芯片面積不斷擴(kuò)大,相應(yīng)地芯片上柵氧總面積增大,存在缺陷的概率增加,加上受到高電場作用,柵氧發(fā)生擊穿的地方增多,可靠性問題變得嚴(yán)重。
電壓一加上去,電場強(qiáng)度達(dá)到或超過該介質(zhì)材料所能承受的臨界場強(qiáng),介質(zhì)中流過的電流很大而立即擊穿,這叫本征擊穿。實(shí)際柵氧化層中,某些局部位置厚度較薄,電場增強(qiáng);也可存在空洞(針孔或盲孔)、裂紋、雜質(zhì)、纖維絲等疵點(diǎn),它引起氣體放電、電熱分解等情況而產(chǎn)生介質(zhì)漏電甚至擊穿,由于這些缺陷引起的介質(zhì)擊穿叫非本征擊穿。
熱門點(diǎn)擊
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