栅氧化方式对NMOS器件总剂量电离效应的影响

摘要

基于抗辐射0.6 μm CMOS工艺,对5 V/20 V&LV/HV NMOS器件进行了总剂量加固结构设计,并采用叠栅氧工艺成功制备了抗总剂量能力≥500 krad(Si)高低压兼容的NMOS器件.重点研究了不同的栅氧化工艺对NMOS器件总剂量辐射电离效应的影响作用.研究发现,在抗总剂量电离能力方面,湿法氧化工艺优于干法氧化工艺:即当栅氧厚度小于12.5 nm时,LVNMOS器件因总剂量电离效应引起的阈值电压漂移△Vtn受栅氧化方式的影响甚小;当栅氧厚度为26 nm时,HVNMOS器件因总剂量电离效应引起的阈值电压漂移△Vtn受栅氧化方式及工艺温度的影响显著.在500 krad(Si)条件下,采用850℃湿氧+900℃干氧化方式的HVNMOS器件阈值电压漂移△Vtn比采用800℃湿氧氧化方式的高2倍左右.