應力誘導漏電流

應力誘導漏電流，MOS集成度和功能的進一步的發展要求器件尺寸繼續減小，從而使漏電流顯著增加，在器件功耗中所占的比例進一步的增大。在超大規模積體電路中，應力誘導漏電流(SILC)被認為是影響柵氧化層可靠性的最關鍵的因素。SILC首次被Maserjian和Zaman於1982年發現，其特性已經被大量研究。Maserjian和zarnan首次提出電荷輔助遂穿效應的觀點，提出電子注入使Si/SiO2面處止電荷的產生並積累對遂穿電流有顯著貢獻。後來又有人提出SILC並不是由於氧化層中正電荷的產生積累而產生的,而是產生一柵氧化層的局部的缺陷、離子沾污、以及注入界面處存在的弱鍵所引起的。

基本介紹

MOS集成度和功能的進一步的發展要求器件尺寸繼續減小，從而使漏電流顯著增加，在器件功耗中所占的比例進一步的增大。在超大規模積體電路中，應力誘導漏電流(SILC)被認為是影響柵氧化層可靠性的最關鍵的因素。SILC首次被Maserjian和Zaman於1982年發現，其特性已經被大量研究。Maserjian和zarnan首次提出電荷輔助遂穿效應的觀點，提出電子注入使Si/SiO2面處止電荷的產生並積累對遂穿電流有顯著貢獻。後來又有人提出SILC並不是由於氧化層中正電荷的產生積累而產生的,而是產生一柵氧化層的局部的缺陷、離子沾污、以及注入界面處存在的弱鍵所引起的。

情況分類

柵氧化層的擊穿過程

MOS器件的柵氧化層厚度小於6nm時，SILC成為一種主要的失效機制。

絕緣擊穿分為兩種情況,一種是氧化層上加電壓後立即短路的“瞬時絕緣擊穿”TZDB(Time-Zero Dielectric Breakdown)；另一種是氧化層加上適當的電壓後才產生的短路稱為“與時間相關的介質擊穿”TDDB(Tme-Dependent Dielectric Breakdown)。深亞微米器件研究的主要對象是TDDB過程。擊穿分為軟擊穿SBD(soft-breakdown)和硬擊穿HBD(hard breakdown)，把發生軟擊穿到硬擊穿的階段稱為過擊穿過程(Post-breakdown)，該過程的需要的時間稱為剩餘時間△T(SBD-HBD)。

SILC作為柵氧化層老化過程的控制參數，可以通過對SILC監控來來判斷柵氧化層的老化過程。

參考資料

超薄柵氧化層中應力誘導漏電流的研究，熊海，孔學東；

不同厚度超薄柵氧化物MOSFET的應力誘導漏電流，張賀秋，許銘真；