《SOI PMOS器件在总剂量辐照下的特性退化与物理机理研究（学位论文-工学）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SOI PMOS器件在总剂量辐照下的特性退化与物理机理研究（学位论文-工学）（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、代 号分类号10701TN4学 号密 级1017122042公开题 ( 中、英文 ) 目 SOI PMOS 器件在总剂量辐照下的特性退化与物理机理研究The Characteristics Degradation and Physical Mechanismof SOI PMOS Devices under Total Dose Radiation作 者 姓 名 杨玉飞 指 导 教 师 姓 名 、职 务 刘红侠 教授学 科 门 类 工 学 学 科 、 专 业 微电子学与固体电子学提 交 论 文 日 期 二一三年一月西安电子科技大学硕士学位论文SOI PMOS 器件在总剂量辐照下的特性退化与物理
2、机理研究作者：杨玉飞导师：刘红侠 教授学科：微电子学与固体电子学中国 西 安2013 年 1 月The Characteristics Degradation and PhysicalMechanism of SOI PMOS Devices underTotal Dose RadiationA Dissertation Submitted to Xidian Universityin Candidacy for the Degree of Master inMicroelectronics and Solid-State ElectronicsByYang YufeiXian, P. R.
3、ChinaJanuary 2013西安电子科技大学学位论文创新性声明秉 承 学 校 严 谨 的 学 风 和 优 良 的 科 学 道 德 ， 本 人 声 明 所 呈 交 的 论 文 是 我 个 人 在导 师 指 导 下 进 行 的 研 究 工 作 及 取 得 的 研 究 成 果 。 尽 我 所 知 ， 除 了 文 中 特 别 加 以 标注 和 致 谢 中 所 罗 列 的 内 容 以 外 ， 论 文 中 不 包 含 其 他 人 已 经 发 表 或 撰 写 过 的 研 究 成果 ； 也 不 包 含 为 获 得 西 安 电 子 科 技 大 学 或 其 它 教 育 机 构 的 学 位 或 证 书 而 使
4、 用 过 的材 料 。 与 我 一 同 工 作 的 同 志 对 本 研 究 所 做 的 任 何 贡 献 均 已 在 论 文 中 做 了 明 确 的 说明 并 表 示 了 谢 意 。申 请 学 位 论 文 与 资 料 若 有 不 实 之 处 ， 本 人 承 担 一 切 的 法 律 责 任 。本 人 签 名 ： 日 期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本 人 完 全 了 解 西 安 电 子 科 技 大 学 有 关 保 留 和 使 用 学 位 论 文 的 规 定 ， 即 ： 研 究生 在 校 攻 读 学 位 期 间 论 文 工 作 的 知 识 产 权 单 位 属 西 安 电 子 科 技 大 学
5、。 学 校 有 权 保留 送 交 论 文 的 复 印 件 ， 允 许 查 阅 和 借 阅 论 文 ； 学 校 可 以 公 布 论 文 的 全 部 或 部 分 内容 ， 可 以 允 许 采 用 影 印 、 缩 印 或 其 它 复 制 手 段 保 存 论 文 。 同 时 本 人 保 证 ， 毕 业 后结 合 学 位 论 文 研 究 课 题 再 攥 写 的 文 章 一 律 署 名 单 位 为 西 安 电 子 科 技 大 学 。(保 密 的 论 文 在 解 密 后 遵 守 此 规 定 )本 人 签 名 ： 日 期导 师 签 名 ： 日 期摘要摘要在 传 统 体 硅 技 术 中 ， 随 着 器 件 特
6、征 尺 寸 的 减 小 ， 器 件 内 部 以 及 器 件 之 间 通 过衬 底 的 相 互 作 用 变 得 越 来 越 严 重 ， 随 之 产 生 的 一 些 寄 生 效 应 严 重 地 影 响 了 器 件 的性 能 。 绝 缘 体 上 的 硅 （ SOI: Silicon-on-Insulator） 技 术 通 过 全 介 质 隔 离 具 有 许 多 体硅 材 料 无 法 比 拟 的 优 势 ， 这 使 其 广 泛 地 应 用 于 空 间 、 军 事 等 领 域 。 本 文 对 SOI 器件 的 总 剂 量 辐 射 效 应 进 行 了 研 究 ， 得 到 了 SOI 器 件 辐 照 的 物
7、 理 模 型 。本 文 首 先 介 绍 了 SOI 器件的基本特性，并分析了 SOI 器 件 受 到 辐 照 之 后 特 性退 化 的 基 本 物 理 机 制 。 其 次 ， 本 文 对 几 组 0.8m 工艺的 SOI PMOS 器件用 60Co射 线 源 进 行 总 剂 量 辐 照 实 验 ， 得 到 了 器 件 辐 照 前 后 的 前 栅 、 背 栅 阈 值 电 压 曲 线 以及 亚 阈 值 曲 线 。 通 过 对 不 同 栅 氧 化 层 厚 度 以 及 沟 道 长 度 器 件 的 特 性 的 比 较 ， 得 到了 SOI 器 件 总 剂 量 辐 照 特 性 的 物 理 模 型 。 辐
8、照 后 特 性 的 退 化 趋 势 受 器 件 栅 氧 化 层厚 度 及 沟 道 长 度 的 影 响 与 这 些 物 理 模 型 取 得 了 很 好 的 吻 合 。 最 后 ， 通 过 ISE TCAD软 件 模 拟 按 照 实 验 样 品 的 参 数 进 行 模 型 的 建 立 ， 并 进 行 总 剂 量 辐 射 的 仿 真 。 仿 真中 辐 照 后 的 特 性 变 化 趋 势 与 实 验 结 果 有 一 些 差 异 ， 经 过 分 析 这 可 能 是 由 于 实 验 样品 中 薄 栅 与 厚 栅 器 件 的 工 艺 差 异 所 造 成 的 。关 键 词 ： SOI 辐 照 总 剂 量 阈
9、值 电 压 亚 阈 值 斜 率SOI PMOS 器件在总剂量辐照下的特性退化与物理机理研究Co ray in the total1 dose irradiationAbstractAbstractTo the traditional bulk silicon, the interaction between the internal parts of deviceand between the substrate of devices becomes increasingly critical. The consequentialparasitic effects have seriously
10、 influenced the character of devices as well. TheSilicon-on-Insulator(SOI) technique possesses many advantages, that bulk silicondoesnt have, due to its structure of full dielectric isolation. And these advantages havemake the SOI technique widely applied in the field of space and military. The effe
11、cts oftotal dose radiation have been studied in this article, and the irradiation model of SOIdevice is obtained.Firstly, the basic characteristics of SOI device have been introduced, and thephysical mechanism of the irradiation effect has been analyzed. Then, some groups of0.8m SOI PMOS devices are
12、 exposed to the 60experiment, with the front-gate and back-gate threshold voltage curve and sub-thresholdcurve of pre-irradiation and pro-irradiation obtained. By comparison of the radiationcharacteristics of devices between different channel length and different thickness ofoxide-gate, the total do
13、se irradiation model of SOI device has been achieved. Theinfluence of the channel length and gate thickness to the degradation of device afterirradiation fits well with the irradiation model. At last, a device model with the samemodel with experimental sample is built, and the total dose irradiation
14、 simulation isemployed by ISE TCAD. The result of the simulation presents some difference with theexperimental results, which may result from the process variation of the thin gate andthick gate device.Key words: SOI radiation total dose threshold voltagesub-threshold slopeSOI PMOS 器件在总剂量辐照下的特性退化与物理机理研究目录目录第 一 章 绪 论 .11.1 SOI 器 件 结 构 . 21.2 SOI 制 备 技 术 . 31.2.1 SIMOX 技 术 . 31.2.2 硅 片 键 合 . 41.2.3 智 能 剥 离 技 术 . 51.3 部 分 耗 尽 型 SOI 器 件 与 全 耗 尽 型 SOI 器 件 .
