辐照偏置影响深亚微米MOS器件总剂量效应的理论研究

深亚微米nmosfet器件的总剂量电离辐射效应引言：深亚微米nmosfet器件是现代电子技术中的重要组成部分，其性能的稳定性和可靠性对于整个电子系统的运行至关重要。

然而，随着电子器件尺寸的不断缩小，器件所承受的总剂量电离辐射效应也越来越严重，这对于器件的性能和寿命都会产生不可忽视的影响。

本文将从总剂量电离辐射效应的角度，探讨深亚微米nmosfet器件的性能和可靠性问题。

一、总剂量电离辐射效应的概念总剂量电离辐射效应是指在电子器件中，由于长期受到辐射的影响，电子器件中的电子能级发生变化，从而导致器件性能的变化。

总剂量电离辐射效应是电子器件中最常见的一种辐射效应，也是最为严重的一种辐射效应。

二、深亚微米nmosfet器件的总剂量电离辐射效应深亚微米nmosfet器件是一种非常重要的电子器件，其性能的稳定性和可靠性对于整个电子系统的运行至关重要。

然而，随着电子器件尺寸的不断缩小，器件所承受的总剂量电离辐射效应也越来越严重，这对于器件的性能和寿命都会产生不可忽视的影响。

在深亚微米nmosfet器件中，总剂量电离辐射效应主要表现为器件的漏电流增加、阈值电压的变化、电流增益的下降等。

这些变化都会导致器件的性能下降，从而影响整个电子系统的运行。

三、深亚微米nmosfet器件的总剂量电离辐射效应的影响因素深亚微米nmosfet器件的总剂量电离辐射效应的影响因素主要包括器件的工艺参数、器件的结构和器件的工作环境等。

其中，器件的工艺参数是影响器件总剂量电离辐射效应的最重要因素之一。

在器件的制造过程中，如果工艺参数控制不当，就会导致器件的总剂量电离辐射效应增加，从而影响器件的性能和寿命。

四、深亚微米nmosfet器件的总剂量电离辐射效应的防护措施为了减少深亚微米nmosfet器件的总剂量电离辐射效应，需要采取一系列的防护措施。

其中，最常见的防护措施包括器件的屏蔽、器件的退火和器件的加固等。

这些措施可以有效地减少器件的总剂量电离辐射效应，从而提高器件的性能和寿命。

辐照源对LVMOS器件总剂量辐射电离特性的影响
陶伟;刘国柱;宋思德;魏轶聃;赵伟
【期刊名称】《电子与封装》
【年(卷),期】2022(22)7
【摘要】基于0.18μm CMOS工艺,采用浅槽隔离(STI)注入法对1.8 V LVNMOS 器件进行总剂量加固,并对比分析了^(60)Co(315 keV)与X射线(40 keV)辐照源对LVNMOS器件总剂量特性的影响。

研究结果表明,在相同偏置条件下,^(60)Co与X射线两种辐照源对MOS器件的辐射电离效应具有一定的差异性,前者同时具有康普顿效应和光电效应,后者是光电效应,主要是光子与内层电子作用。

由LVNMOS总剂量辐照特性推测,X射线辐照源引起LVNMOS的SiO_(2)层中产生的电子与空穴高于^(60)Co。

【总页数】5页(P64-68)
【作者】陶伟;刘国柱;宋思德;魏轶聃;赵伟
【作者单位】中国电子科技集团公司第五十八研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN306;V520.6
【相关文献】
1.硅双极器件及电路电离总剂量辐照损伤研究
2.高压SOIp LDMOS器件电离辐射总剂量效应研究
3.环境温度、电离辐射剂量率对NMOSFET器件特性参数的影响
4.CMOS／SOS器件亚阈区的总剂量电离辐照特性
5.版图结构对MOS器件总剂量辐照特性的影响(英文)
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辐照偏置影响深亚微米MOS器件总剂量效应的理论研究丁李利;郭红霞;陈伟;范如玉;王忠明;闫逸华;陈雷;孙华波【摘要】由理论公式推导出辐照偏压影响MOS器件总剂量效应宏观电学参数的解析表达,并给出器件仿真结果加以验证.在总剂量效应未达到饱和的情况下,截止态漏电流由辐照偏压和累积剂量的关系式唯一确定.引入等效累积剂量的概念,用于将MOS器件实际工作中的各类偏置映射为最劣偏置状况,进而利用实测数据求取对应的电学响应.所得单管解析表达式应用到电路仿真中能反映电路在不同偏置情况下的总剂量效应,可用于甄别电路的最劣辐照偏置状态.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2013(047)005【总页数】6页(P842-847)【关键词】辐照偏置;总剂量效应;MOS器件;解析模型;器件仿真【作者】丁李利;郭红霞;陈伟;范如玉;王忠明;闫逸华;陈雷;孙华波【作者单位】清华大学工程物理系,北京100084;西北核技术研究所,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024;清华大学工程物理系,北京100084;西北核技术研究所,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024;清华大学工程物理系,北京100084;西北核技术研究所,陕西西安710024;北京微电子技术研究所,北京 100076;北京微电子技术研究所,北京 100076【正文语种】中文【中图分类】TN386.1MOS器件是组成CMOS集成电路的最基本单元，对其辐射效应进行准确建模一直是抗辐射加固领域的重要课题。

以往大量研究已验证辐照偏置会显著影响MOS 器件的总剂量效应［1－3］，包括微米尺度 MOS管的阈值电压漂移和深亚微米尺度MOS管的截止态漏电流增大等。

前人的工作主要集中在实验测试方面，如针对MOS管规划若干种（2～5种）辐照偏置方式，测试甄别出总剂量效应的最劣辐照偏置［2］；或针对特定集成电路设计2～3种不同的工作模式［3］，比较得到相对敏感的偏置形式。

0.18μm MOS 差分对管总剂量失配效应研究吴雪;陆妩;王信;郭旗;张兴尧;于新【摘要】为明确深亚微米M OS差分对管在电离辐射环境下晶体管失配表征方法及损伤机理，本文针对0.18μm NMOS、PMOS差分对管，进行了60Co γ总剂量辐射效应研究。

研究结果表明：与PMOS差分对管相比，NMOS差分对管对总剂量辐照更敏感，主要表现在：1）辐照引起NMOS差分对管转移特征曲线失配增加；2） NMOS差分对管阈值电压失配随辐照总剂量的增加而增大；3）栅极电流辐照后稍有增加，失配随栅极电压的增加而增大。

而PM OS差分对管在整个辐照过程中，无论是曲线还是参数均未出现明显变化，且失配亦未随辐照总剂量的增加而增大。

%The study of the total ionizing dose effect of 0.18 μm MOS differential pair transistors which are exposed to a 60Co γ-ray radiation was presented in this paper ,in the view of the characterization of mismatch and degradation mechanism .The results show that NMOS differential pair transistors are more sensitive than PMOS differential pair transistors .In NMOS differential pair transistors ,the mismatch on the transfer characteristic curve and threshold voltage is degraded after irradiation ,whereas this phenomenon does not take place in PMOS differential pair transistors .In addition ,the gate current has the large degree of radiation hardness associated to very thin gate oxide .【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】5页(P1886-1890)【关键词】M OS差分对管;60 Co γ辐射;失配【作者】吴雪;陆妩;王信;郭旗;张兴尧;于新【作者单位】中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室，新疆理化技术研究所，新疆乌鲁木齐 830011; 新疆电子信息材料与器件重点实验室，新疆乌鲁木齐 830011; 中国科学院大学，北京 100049;中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室，新疆理化技术研究所，新疆乌鲁木齐 830011; 新疆电子信息材料与器件重点实验室，新疆乌鲁木齐 830011;中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室，新疆理化技术研究所，新疆乌鲁木齐 830011; 新疆电子信息材料与器件重点实验室，新疆乌鲁木齐 830011; 中国科学院大学，北京 100049;中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室，新疆理化技术研究所，新疆乌鲁木齐830011; 新疆电子信息材料与器件重点实验室，新疆乌鲁木齐 830011;中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室，新疆理化技术研究所，新疆乌鲁木齐830011; 新疆电子信息材料与器件重点实验室，新疆乌鲁木齐 830011; 中国科学院大学，北京 100049;中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室，新疆理化技术研究所，新疆乌鲁木齐 830011; 新疆电子信息材料与器件重点实验室，新疆乌鲁木齐 830011【正文语种】中文【中图分类】O571.33;TN431.1随着半导体制造工艺技术的发展，器件特征尺寸逐渐向超深亚微米、纳米尺寸发展，在实际制造工艺中，由于每一道工序的不确定性，设计标称相同的器件也会存在有限的失配，而器件特征尺寸的减小则使晶体管间的失配性能越来越差[1]。

mos器件的总剂量效应Mos器件的总剂量效应是指在剂量辐射环境下，Mos器件所受到的辐射剂量引起的电性能变化。

剂量辐射是指通过吸收辐射剂量而引起的电子能级的变化和电子损伤，会导致器件的性能下降或失效。

总剂量效应是Mos器件中最主要的辐射效应之一，也是制约Mos器件在辐射环境中使用的重要因素之一。

总剂量效应主要包括两个方面：电性能变化和失效。

电性能变化是指由于辐照引起的电子能级变化所导致的电参数的变化。

辐照会引起材料内部的缺陷产生，导致电子能级的变化，进而影响器件的电性能。

常见的电性能变化包括电流增加、阈值电压漂移、漏电流增加等。

这些变化会导致器件的工作点偏移、电流增大、功耗增加等问题，进而影响整个电路的性能。

失效是指由于辐照引起的器件损伤所导致的完全失效。

辐照会使Mos器件的结构和电学特性发生不可逆的变化，导致器件无法正常工作或完全失效。

失效的主要表现形式包括电流失效、输出电压漂移、输出电阻增加等。

这些失效会导致器件无法正常工作，从而影响整个电路的功能。

Mos器件的总剂量效应主要是由辐射引起的电离损伤和非电离损伤所导致的。

辐射引起的电离损伤是指辐射通过与材料发生相互作用，使材料内部的原子或分子发生电离产生电子、空穴等。

这些电子、空穴会引起材料的电性能变化，从而影响器件的性能。

非电离损伤是指辐射通过与材料发生相互作用，使材料内部的原子或分子发生结构改变，如位移、断裂等。

这些结构改变会导致器件的失效。

为了减小Mos器件的总剂量效应，可以采取以下措施：1.选择合适的材料：选择抗辐射性能好的材料，如氧化硅、硅酸盐等，可以减小器件受辐射的影响。

2.优化器件结构：通过优化器件的结构设计，如改变材料的厚度、形状等，可以减小辐射对器件的影响。

3.引入辐射抗性设计：引入辐射抗性设计，如引入补偿电路、辐射防护层等，可以提高器件的抗辐射性能。

4.加强器件测试：对Mos器件进行辐射前后的测试，了解器件的辐射响应，及时发现和修复问题。

0.35μm部分耗尽SOI NMOSFET的总剂量辐射效应与偏置状态的关系唐威;刘佑宝;耿增建;吴龙胜【期刊名称】《核电子学与探测技术》【年(卷),期】2010(030)008【摘要】研究了深亚微米部分耗尽型SOI NMOSFET的抗总剂量辐射特性,主要讨论不同偏置状态对器件抗总剂量辐射性能的影响及其原因.通过器件模拟发现,辐射过程中的不同偏置状态使器件的电场分布差异很大,而器件埋层中俘获空穴的分布与电场密切相关,进而对器件产生不同的影响.模拟结果表明,器件在关态偏置下,背沟道附近陷获电荷密度最高,引起的阈值电压负向漂移和泄漏电流最大,即该偏置状态为浮体器件抗总剂量辐射的最劣偏置状态.【总页数】6页(P1031-1036)【作者】唐威;刘佑宝;耿增建;吴龙胜【作者单位】西安微电子技术研究所,西安,710054;西安微电子技术研究所,西安,710054;西安微电子技术研究所,西安,710054;西安微电子技术研究所,西安,710054【正文语种】中文【中图分类】TN386.1【相关文献】1.总剂量辐射对0.5μm部分耗尽SOI CMOS器件的影响 [J], 谢儒彬;吴建伟;洪根深;罗静;陈海波2.部分耗尽SOI MOSFET总剂量辐射效应的最恶劣偏置状态(英文) [J], 俞文杰;张正选;张恩霞;钱聪;贺威;田浩;陈明;王茹3.部分耗尽环栅CMOS/SOI总剂量辐射效应研究 [J], 贺威;张恩霞;钱聪;张正选4.不同偏置下全耗尽SOI NMOSFET总剂量抗辐射的研究 [J], 王宁娟;刘忠立;李宁;于芳;李国花5.部分耗尽SOI NMOSFET总剂量辐照的最坏偏置(英文) [J], 卜建辉;刘梦新;胡爱斌;韩郑生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

纳米MOS器件总剂量效应及TDDB应力耦合研究纳米MOS器件总剂量效应及TDDB应力耦合研究引言：随着纳米尺度摩尔定律的发展，纳米MOS器件逐渐成为集成电路中最重要的构建单元之一。

然而，纳米MOS器件在长期运行过程中会受到总剂量效应和时序击穿失效（TDDB）应力耦合的影响，进而限制其可靠性和寿命。

本文旨在研究纳米MOS器件在总剂量效应和TDDB应力耦合下的行为和特性，并探讨可能的解决方案。

总剂量效应对纳米MOS器件影响：总剂量效应主要指在长期辐照下，器件性能的退化和不可逆损伤。

辐照会导致载流子陷阱的生成与积聚，并造成电阻增加、漏电流增大等不良效应。

特别是对于纳米尺度下的器件，由于其尺寸更小、电场更强，总剂量效应会更加显著。

为了减小总剂量效应的影响，研究者提出了多种解决方案，包括工艺优化、材料改进和氧化层质量改善等。

TDDB应力耦合对纳米MOS器件影响：TDDB应力耦合是纳米MOS器件中的另一个重要失效机制。

其原因在于长时间高温下，由于热应力导致器件内部存在着较大的介电与导体之间的应力差，进而产生氧化层断裂、钝化改变、金属线材料迁移等效应。

这些效应会导致器件的漏电流增加、速度变慢等现象。

为了应对TDDB应力耦合，研究者提出了多种改进方案，包括改变器件结构、优化材料和引入应力缓解层等。

纳米MOS器件在总剂量效应和TDDB应力耦合下的行为：实验研究表明，纳米MOS器件在总剂量效应和TDDB应力耦合下会出现不同的行为和特性。

总剂量效应下，器件的漏电流会增加，导致功耗增加，信号传输速度下降。

此外，总剂量效应还会导致器件的电阻增加和击穿电压降低，从而限制了器件的工作温度范围。

而在TDDB应力耦合下，器件漏电流会明显增加，降低其可靠性和寿命。

此外，TDDB应力耦合还会引起钝化改变，造成导线的断裂和金属线材料的迁移。

解决方案与展望：为了解决纳米MOS器件在总剂量效应和TDDB应力耦合下的问题，研究者推出了一系列改进方案。