金氧半元件在交流脈波工作下之熱載子效應

Abstract

摘要 本論文內，交流脈波工作下之熱載子效應，我們提出一定性模式來解釋，對於製法不 同的氧化層 (乾氧和濕氧) ，我們發現熱載子，扮演著不同的角色，當汲極是高電壓 時， 閘極turn off，引導熱電洞注入SiO2，打斷Si-Si 或Si-H，產生帶‘正’電荷 和施態介面，這些‘正’電荷或施態介面，更易捕捉電子來中和本身的電性，從而釋 放出能量，這些釋出能量造成更多受態的介面，導至元件特性的加速退化。因此熱電 洞的注入量，是元件退化的指標。 對濕氧製成的元件而言，和水氣相關之O-H 鍵，也是一重要因子，Si-O-H，本身是一 電子陷阱，在閘極和汲極是高電壓時，注入電子也引發元件特性退化。因此，電子在 交流脈波工作下之劣作機構亦扮演一重要角色。 此模式由交流脈波stress，部分獲得證實，從實驗結果可知高頻之anti-inverter-li ke stress 比dc stress 要嚴重，而且從電路操作波形的了解，我們知道，發生嚴重 Hot carrier effect的電路，以SRAM最嚴重，如何在製程上改良，以及如何增加元件 的lifetime，將是一重要課題。 未來，依據真實電路之操作波形，結合不同ac和dc stress 型式，將，將此單一的型 式stress要嚴重，而當頻率高達50MHz 以上時，元件的Hot carrier effect如何？此 將是未來研究之主題。