应变硅纳米MOS器件辐照效应及加固技术

《应变硅纳米MOS器件辐照效应及加固技术》 针对应变硅纳米MOS器件的辐照特性以及抗辐照加固技术进行深入探究，具有重要的实际应用价值，该研究内容可为纳米级单轴应变硅NMOS应变集成器件可靠性及电路的应用研究提供有价值的理论指导与实践基础。

本书首先阐述应变Si技术的优势，研究应变对能带结构的改变及器件电学特性的增强机制，详细分析了γ射线总剂量辐照损伤效应对MOS器件的影响机理；其次，建立应变Si纳米MOS器件阈值电压、跨导等与总剂量辐照以及器件几何、物理参数之间的关系，及栅隧穿及热载流子栅电流模型；最后，研究纳米SiNMOS器件单粒子瞬态效应的相关研究，并提出抗辐照加固的应变Si纳米MOS器件新型器件结构。本书适用于可靠性方向工作者，尤其是从事微电子器件可靠性的教师及科研人员参考使用。

1绪论（1）
1.1引言（2）
1.2MOS器件辐照效应的国内外研究现状（6）
1.2.1国外研究现状（6）
1.2.2国内研究现状（9）
1.3本书章节安排（11）
2应变Si技术及MOS器件辐照效应产生机理（13）
2.1应变Si技术（14）
2.1.1应变硅MOSFET性能增强机理（14）
2.1.2应变引入机制（16）
2.2MOS器件电离效应（21）
2.2.1MOS器件电离效应（21）
2.2.2MOS器件总剂量损伤机制（22）
2.3MOS器件单粒子效应（25）
2.3.1单粒子效应电荷淀积机理（27）
2.3.2单粒子效应电荷收集机理（27）
2.3.3单粒子瞬态效应模型（30）
2.4本章小结（31）
3单轴应变Si纳米沟道MOS器件设计与制造（33）
3.1应变Si材料（34）
3.1.1应变Si材料的能带结构（34）
3.1.2载流子迁移率的增强机制（35）
3.2单轴应变Si纳米沟道MOS器件设计（37）
3.2.1SiN薄膜致应变器件性能仿真（37）
3.2.2纳米级应变MOS器件工艺参数优化（40）
3.3单轴应变Si纳米MOS器件制造（44）
3.3.1单轴应变Si纳米沟道MOS器件制造工艺及实物样品（45）
3.3.2单轴应变Si纳米沟道MOS器件测试结果与分析（50）
3.4本章小结（52）
4应变SiMOS器件γ射线总剂量辐照损伤机制（53）
4.1辐照损伤效应总体分析（54）
4.1.1移位损伤效应（54）
4.1.2电离损伤效应（55）
4.2应变SiMOS器件γ射线辐照损伤的物理过程（56）
4.2.1电子空穴对的产生能量（57）
4.2.2初始的空穴逃脱（57）
4.2.3空穴的输运（58）
4.2.4深空穴陷落和退火（59）
4.2.5辐照引入的界面陷阱（60）
4.3本章小结（61）
5单轴应变Si纳米MOS器件总剂量辐照阈值电压模型（63）
5.1总剂量γ射线辐照实验（64）
5.2γ射线总剂量辐照MOS器件损伤机制（71）
5.2.1总剂量辐照阈值电压模型（73）
5.2.2总剂量辐照沟道电流模型（79）
5.2.3模型结果讨论与验证（80）
5.3总剂量X射线辐照实验（87）
5.4本章小结（90）
6总剂量辐照对单轴应变Si纳米MOS器件栅电流的研究（91）
6.1总剂量辐照热载流子栅电流模型（92）
6.1.1总剂量辐照热载流子栅电流增强机制（92）
6.1.2热载流子栅电流模型（94）
6.1.3结果与讨论（96）
6.2总剂量辐照隧穿栅电流模型（101）
6.2.1总剂量辐照栅隧穿电流（101）
6.2.2结果与讨论（108）
6.3总剂量辐照下衬底热载流子效应（112）
6.3.1衬底热载流子电流模型的建立（113）
6.3.2总剂量辐照下衬底电流的仿真分析（115）
6.3.3总剂量辐照下衬底电流的结果与讨论（116）
6.4本章小结（118）
7单轴应变结构对SiNMOS器件单粒子瞬态影响研究（119）
7.1单轴应变SiNMOS器件仿真模型（120）
7.2氮化硅膜的能量阻挡模型建立（123）
7.3不同氮化硅膜厚度下的单粒子瞬态（125）
7.3.1电离损伤参数提取（125）
7.3.2不同氮化硅膜厚度下的单粒子瞬态研究（126）
7.4双极效应研究（127）
7.4.1单个NMOS器件双极放大效应研究（127）
7.4.2反相器链的双极效应研究（130）
7.5不同重离子能量下的单粒子瞬态（134）
7.5.1电离损伤参数提取（134）
7.5.2不同重离子能量下的单粒子瞬态研究（135）
7.6本章小结（136）
8应变SiNMOS器件单粒子效应及加固技术研究（137）
8.2MOS器件单粒子瞬态效应研究（140）
8.2.1器件结构及物理模型（140）
8.2.2仿真结果与分析（141）
8.3总剂量辐照对单粒子瞬态效应影响（147）
8.3.1总剂量效应模型参数提取（147）
8.3.2总剂量效应与单粒子效应耦合仿真（148）
8.4U形沟槽新型加固器件结构（151）
8.4.1新型加固结构（151）
8.4.2新型加固器件结构对单粒子瞬态效应的影响（154）
8.4.3漏极扩展加固结构（157）
8.4.4源极扩展加固结构（158）
8.5两种加固结构的仿真（159）
8.5.1漏极扩展结构仿真（159）
8.5.2源极扩展结构仿真（162）
8.5.3两种结构的对比和讨论（164）
8.6本章小结（166）
9总结与展望（167）
参考文献（171）