X射线透视对MOS电容性能的影响

李斌

文章摘要:利用ＳＯＦＲＯＮＢＳＴ－１５０５Ｃ型Ｘ光机，对三种ＭＯＳ电参０、２８受Ｘ射线照射后的平带电压的漂移量进行测试和分析，从而分析Ｘ射一辐射后对ＭＯＳ电容器件的影响。
文章主题:X射线 MOS电容 电子元器件

文章内容：第8卷第4期1999年12月空军电讯工程学院学报00101.8.4.1999射线透视对电容性能的影响种6(6李斌(基础部)摘要:利用1505型光机,对三种电客30,28,28受射线照射后的平带电压的漂移量进行测试和分析!从而分析射线辐射后对电客器件的影响.关键词:缝;墨皇查;平带电压,～射线透视技术在电子元器件的失效分析中已广泛应用.与常规的失效分析方法相比是一种非破坏性分析技术,它可在某些失效器件开封之前就能确定其失效模式及原因.然而,射线是一种高能射线,大剂量的射线会使有机,无机材料产生辐射损伤,引起半导体器件瞬时或永久性的失效.那么透视器件的射线对器件性能产生什么影响?本文以常用电子元器件为例加以讨论.1实验条件采用.1505型光机,管电压120,管电流3,时间250,胶源距40.数据采集在辐照后4～1小时之内测得.2实验结果电容在半导体器件性能和可靠性研究中都占有重要的地位,高频～曲线是电容的重要特性,它对辐照十分敏感.正常情况下,电容的高频～曲线如图1中曲线1所示,其平带电压,射线照射以后平带电压漂移至,漂移量为.三种电容130,28,28受射线照射前后的平带电压,及漂移量△,1,如表中所示.图1电容的高频～曲线及其漂移以上实验结果表明,电容在所选辐射条件下,其平带电压的相对漂移量约为5%.3结果分析电容经射线辐照后,其平带电压发生漂移,是因为辐照在栅氧化层中产生了大量的电子——空本文收刊日期;1999?05?21李斌:男,1962年生,讲师.西安710077第4期李斌射线透视对电容性能的影响穴对.这些电子空穴对一部分复合,另一部分电子在外电场的作用下,离开了.层但空穴迁移率较小,被:薄膜内的陷阱所俘获,形成正电荷.在正栅偏压作用下,这些正电荷主要位于界面附近.离硅表面较近,因而严重影响硅表面的特性,引起较大的平带电压漂移,电压越高漂移越大,零栅压下,由于金属——半导体功函数差及电子亲和力的影响,相当于在电容上仍加有较小正偏压,因而也会引起电压漂移,射线透视对电容的影响即属这种情况.在负栅偏压作用下,尽管在1一界面附近俘获了大量正电荷,但由于离硅表面较远,影响较小.当负栅压达到一定值时(约一1),由于金属半导体功函数差和电子亲和力的作用被补偿,薄膜中的电场几乎为零.此时电子空穴对大量复合,仅有少量空穴被--和界面附近的陷阱俘获.因而对硅表面的影响很小,实验证明,电容平带电压的漂移△与栅偏压.有图2所示关系.理论表明,在射线照射下还会在—.界面产生新的界面态,它对硅表面电势产生影响.会引起高频～曲线畸变.但透视用射线的荆量较小,强度较弱,～曲线畸变很小,基本上未观察到.4结束语利用射线透视技术,可以分析许多电子元器件的失效模式和失效机理.但使电容的平带电压产生负向漂移,变化量最大可达50,为了降低射线对器件性能的影响,在不影响透视质量和分析的前提下,尽可能降低射线的辐射剂量,使该项技术能更广泛的应用于电子元器件的失效分析,以及多数电子元器件的筛选,验收和评定试验中.表130(扫描速度电压一4～4)1二,/一√0图2电容平带电压漂移量与栅压的关系参考文献1..,..,",.,--291980,2372492,,,,,.1974,2502583..彭尼,,劳.金属——氧化物——半导体集成电路.科学出版社,19774张安康主编.半导体器件可靠性与失技分析.第2版.江苏科学技术出版社,1986.]41169空军电讯工程学院学报1999正—(.)——130,2828一1505—..——.:—;.