SILC效應機理及其對Flash Memory的影響

摘 要:隨著柵氧化層的減薄，應力感應的薄柵氧化層漏電特性目前已經(jīng)成為MOS器件的主要可靠性因素。本文對SILC效應的導電機制和組成成分作了簡要論述，并重點研究了Flash Memory中的SILC效應。

關鍵詞:應力感應泄漏電流MOSFET柵氧化層

中圖分類號:TN386文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(b)-0105-03

隨著MOS器件柵氧厚度的不斷減小和工作電壓的非等比例下降，超薄柵氧(<10nm)的可靠性變得愈發(fā)重要，因為此時產(chǎn)生的高的柵氧化層電場很容易導致陷阱的產(chǎn)生與氧化層的擊穿[1]。這些陷阱將嚴重影響柵氧特性，并導致器件特性參數(shù)的退化。同時應力后產(chǎn)生的陷阱將會使得柵泄漏電流增大。這種在MOS器件中由于稱為SILC(Stress Induced Leakage Current)，即應力感應泄漏電流[2]。這種泄漏電流隨著氧化層厚度的減小而增加，已經(jīng)成為非揮發(fā)性存儲器等比例縮小的一種限制因素。

1 SILC導電機制

1982年就出現(xiàn)了對高場應力后的薄柵氧MOS電容器進行低場柵泄漏電流研究的報道[3]。二十余年來，人們已經(jīng)對其進行了廣泛研究并積累了大量的實驗與理論分析，為理解SILC的物理機制提供了基礎[4]。但迄今為止，一方面由于實驗條件的限制，另一方面由于一些理論問題的懸而未解，所以關于SILC機理研究還有很多方面未能被人們掌握。在SILC的研究過程中，人們提出了多種相關模型與陷阱產(chǎn)生機制。陷阱輔助隧穿和氧化層正俘獲電荷的輔助隧穿模型是最為流行和被人們采用的模型。

1.1 正電荷輔助隧穿模型

Teramoto等人認為FN應力感應的額外泄漏電流是由高能電子產(chǎn)生的空穴注入氧化層而引起的。……