重离子辐射对65nm器件栅氧化层可靠性影响分析

摘要

目的：研究重离子单粒子辐照(SEE,Single Event Effect)效应对超薄栅介质(1nm厚度)的斜坡击穿电压(TZDB,Time Zero Dielectric Breakdown)的影响情况. 方法：采用209Bi(离子能量为1043.7MeV)对65nm CMOS电容进行(1～2)×107ion/cm2总注量的重离子辐射试验,以及辐射过程中的TZDB试验. 结果：经过209Bi(离子能量为1043.7MeV)进行(1～2)×107ion/cm2总注量的辐射后,其泄露电流略微增大,G-V曲线稍有畸变;进行累积模式和反型模式的斜坡击穿测试,发现栅介质层的斜坡击穿电压减小近5％. 结论：空间重离子、质子或中子等大质量粒子轰击,强烈影响着微纳工艺超薄栅介质的长期可靠性,限制着先进工艺小尺寸器件在空间或者核辐射环境中的长期应用.