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一种敏感的MOSFET ESD潜在损伤检测方法

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Journal of Semiconductors 2002年第11期23卷 1211-1216页

作者：马仲发庄奕琪杜磊花永鲜吴勇西安电子科技大学微电子研究所西安710071

MOSFET ESD潜在损伤的有效检测一直是一个难以解决的问题 .实验对比发现 ,MOSFET沟道电流的 1/ f噪声比传统的电参数更能敏感地反映栅氧化层中 ESD潜在损伤的情况 .在相同的静电应力条件下 ,1/ f噪声的变化要比常规电参数敏感的多 ,其... 详细信息

MOSFET ESD潜在损伤的有效检测一直是一个难以解决的问题 .实验对比发现 ,MOSFET沟道电流的 1/ f噪声比传统的电参数更能敏感地反映栅氧化层中 ESD潜在损伤的情况 .在相同的静电应力条件下 ,1/ f噪声的变化要比常规电参数敏感的多 ,其功率谱幅度的相对变化量比跨导的最大相对退化量大 6倍以上 ,因此可以作为MOSFET ESD潜在损伤的一种敏感的检测方法 .在给出实验结果的同时。

关键词：损伤检测 MOSFET ESD 潜在损伤 1/f噪声检测方法抗静电损伤时退化失效

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光电耦合器件闪烁噪声模型

光子学报 2005年第9期34卷 1359-1362页

作者：包军林庄奕琪杜磊马仲发胡瑾周江宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安电子科技大学微电子研究所西安710071

对电应力前后光电耦合器件的闪烁噪声(1/f噪声)进行了实验和理论研究.实验发现,应力前后1/f噪声幅值随偏置电流均有相同的变化规律:在低电流区,1/f噪声幅值与偏置电流成正比,在高电流区,1/f噪声幅值与偏置电流的平方成正比,且应力后1/f... 详细信息

对电应力前后光电耦合器件的闪烁噪声(1/f噪声)进行了实验和理论研究.实验发现,应力前后1/f噪声幅值随偏置电流均有相同的变化规律:在低电流区,1/f噪声幅值与偏置电流成正比,在高电流区,1/f噪声幅值与偏置电流的平方成正比,且应力后1/f噪声幅值增大了约7倍.理论分析表明,小电流时该器件的1/f噪声为扩散1/f噪声,大电流时为复合1/f噪声,应力在器件有源区诱生的陷阱是1/f噪声增大的根本原因.基于载流子数涨落和迁移率涨落机制,建立了一个光电耦合器件1/f噪声的定量分析模型,实验结果和模型符合良好.

关键词： 1/f噪声光电耦合器件涨落陷阱

光电耦合器件1/f噪声和g-r噪声的机理研究

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光子学报 2005年第6期34卷 857-860页

作者：包军林庄奕琪杜磊马仲发李伟华李聪宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安电子科技大学微电子研究所西安710071

对光电耦合器件1/f噪声和gr噪声(产生-复合噪声)的偏置特性及其产生机理进行了实验和理论研究.结果表明在低频段,光电耦合器件的gr噪声通常表现为叠加1/f噪声,且两者均随输入电流的增加呈现先增大后减小的规律.通过测量前级噪声和后级噪... 详细信息

对光电耦合器件1/f噪声和gr噪声(产生-复合噪声)的偏置特性及其产生机理进行了实验和理论研究.结果表明在低频段,光电耦合器件的gr噪声通常表现为叠加1/f噪声,且两者均随输入电流的增加呈现先增大后减小的规律.通过测量前级噪声和后级噪声,发现光电耦合器件的gr噪声源为后级光敏三极管.理论分析表明光电耦合器件的1/f噪声主要为表面1/f噪声,gr噪声则源于光敏三极管发射结空间电荷区的深能级对载流子的俘获和发射.

关键词： 1/f噪声 g-r噪声光电耦合器件深能级

1/f噪声检测MOSFET静电潜在损伤的理论基础

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西安电子科技大学学报 2002年第5期29卷 575-579页

作者：马仲发庄奕琪杜磊薛丽君万长兴施超西安电子科技大学微电子研究所陕西西安710071

分析了MOSFET静电损伤的机理 ,发现在静电应力期间 ,随着应力次数的增加 ,在SiO2 体内和Si/SiO2 界面同时产生潜在损伤积累 .Si/SiO2 界面较SiO2 层体内更容易产生缺陷 ,而且缺陷浓度更大 .用逾渗理论模拟了MOSFET中 1/f噪声与边界陷阱... 详细信息

分析了MOSFET静电损伤的机理 ,发现在静电应力期间 ,随着应力次数的增加 ,在SiO2 体内和Si/SiO2 界面同时产生潜在损伤积累 .Si/SiO2 界面较SiO2 层体内更容易产生缺陷 ,而且缺陷浓度更大 .用逾渗理论模拟了MOSFET中 1/f噪声与边界陷阱浓度的关系 ,得出了与实验相一致的定性结果 ,为MOSFET静电潜在损伤的沟道漏源电流 1/f噪声检测方法提供了理论依据 .

关键词： MOSFET 静电潜在损伤无损检测 1/f噪声逾渗

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SiC外延层表面化学态的研究

物理学报 2008年第7期57卷 4119-4124页

作者：马格林张玉明张义门马仲发宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安电子科技大学微电子学院西安710071

用高分辨X射线光电子能谱仪(XPS)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪研究了SiC外延层表面的组分结构.XPS宽扫描谱,红外掠反射吸收谱及红外镜面反射谱的解析结果说明SiC外延层表面是由Si—O—Si和Si—CH2—Si聚合体构成的非晶SiCxOy:H.SiC外... 详细信息

用高分辨X射线光电子能谱仪(XPS)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪研究了SiC外延层表面的组分结构.XPS宽扫描谱,红外掠反射吸收谱及红外镜面反射谱的解析结果说明SiC外延层表面是由Si—O—Si和Si—CH2—Si聚合体构成的非晶SiCxOy:H.SiC外延层表面的化学态结构为Si(CH2)4,SiO(CH2)3,SiO2(CH3)2,SiO3(CH3),Si—Si,游离H2O,缔合OH,Si—OH,O和O2.根据化学态结构和元素电负性确定了化学态的各原子芯电子束缚能顺序,并与XPS窄扫描谱拟合结果相对比,建立了化学态与其束缚能的对应关系,进而用Si(CH2)4的实际C1s束缚能值进行校正,确定了各化学态的束缚能.结果发现,除了SiCxOy(x=1,2,3,4,x+y=4)的Si2p束缚能彼此不同外,其C1s和O1s彼此也不相同,其中SiO2(CH3)2和SiO3(CH3)的C1s束缚能与CHm和C—O中C1s的相近,对此从化学态结构,元素电负性和邻位效应进行了解释.

关键词： SiC 化学态 XPS FTIR

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光电耦合器件g-r噪声模型

Journal of Semiconductors 2005年第6期26卷 1208-1213页

作者：包军林庄奕琪杜磊吴勇马仲发西安电子科技大学微电子研究所西安710071

在宽范围偏置条件下,测量了光电耦合器件的g-r(产生复合)噪声.实验结果表明,随着偏置电流的增加,g-r噪声逐渐向高频移动,其噪声幅值呈现先增加后减小的变化规律.通过测量前级噪声和后级噪声,发现光电耦合器件g-r噪声来源于后级的光敏三... 详细信息

在宽范围偏置条件下,测量了光电耦合器件的g-r(产生复合)噪声.实验结果表明,随着偏置电流的增加,g-r噪声逐渐向高频移动,其噪声幅值呈现先增加后减小的变化规律.通过测量前级噪声和后级噪声,发现光电耦合器件g-r噪声来源于后级的光敏三极管.基于载流子数涨落机制,建立了一个光电耦合器件g-r噪声的定量分析模型.实验结果和本文模型符合良好.

关键词： 1/f噪声 g—r噪声光电耦合器件深能级缺陷

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栅氧化层击穿的统一逾渗模型

西安电子科技大学学报 2004年第1期31卷 54-58页

作者：马仲发庄奕琪杜磊包军林万长兴李伟华西安电子科技大学微电子研究所陕西西安710071

综合E模型和1/E模型中两种不同的缺陷产生机制和逾渗理论,建立了栅氧化层击穿过程中缺陷产生和击穿触发的统一逾渗模型.该模型认为栅氧化层的击穿触发是由于氧化层中氧空位等缺陷所形成的定域态扩展化的结果,并对氧空位等缺陷的产生动... 详细信息

综合E模型和1/E模型中两种不同的缺陷产生机制和逾渗理论,建立了栅氧化层击穿过程中缺陷产生和击穿触发的统一逾渗模型.该模型认为栅氧化层的击穿触发是由于氧化层中氧空位等缺陷所形成的定域态扩展化的结果,并对氧空位等缺陷的产生动力学进行了统一的描述,使得该模型无论在高场强还是低场强情况下所得的结果,均能较好地描述氧化层击穿过程,从而对长期以来有关栅氧化层击穿的E模型和1/E模型之争做出了较为合理的解释.

关键词：栅氧化层击穿逾渗模型缺陷产生机制 MOS集成电路

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SiC表面C 1s谱最优拟合参数的研究

物理学报 2008年第7期57卷 4125-4129页

作者：马格林张玉明张义门马仲发宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室西安电子科技大学微电子学院西安710071

提出了一种新的,用未限定拟合峰位置、半高宽和峰面积的X射线光电子谱拟合方法,研究了拟合峰的数目、函数类型及背景对SiC表面C1s谱拟合结果的影响,并与样品表面宽扫描X射线光电子谱和红外掠反射吸收谱相对照,确定了SiC表面C1s谱的最优... 详细信息

提出了一种新的,用未限定拟合峰位置、半高宽和峰面积的X射线光电子谱拟合方法,研究了拟合峰的数目、函数类型及背景对SiC表面C1s谱拟合结果的影响,并与样品表面宽扫描X射线光电子谱和红外掠反射吸收谱相对照,确定了SiC表面C1s谱的最优拟合参数,获得了与文献中数值相同的C1s束缚能.为SiC及其他材料表面元素窄扫描X射线光电子谱的拟合和化学态结构的鉴定奠定了基础.

关键词： SiC X射线光电子谱 C1s谱

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栅氧化层介质经时击穿的逾渗模型

物理学报 2003年第8期52卷 2046-2051页

作者：马仲发庄奕琪杜磊包军林李伟华西安电子科技大学微电子研究所西安710071

在研究了MOSFET栅氧化层介质经时击穿物理机制的基础上 ,提出了氧化层击穿的逾渗模型 .认为氧化层的击穿是E′心和氧空位等深能级缺陷产生与积累 ,并最终形成电导逾渗通路的结果 .指出在电场作用下 ,氧化层中产生深能级缺陷 ,缺陷形成... 详细信息

在研究了MOSFET栅氧化层介质经时击穿物理机制的基础上 ,提出了氧化层击穿的逾渗模型 .认为氧化层的击穿是E′心和氧空位等深能级缺陷产生与积累 ,并最终形成电导逾渗通路的结果 .指出在电场作用下 ,氧化层中产生深能级缺陷 ,缺陷形成定域态 ,定域态的体积与外加电场有关 .随着应力时间的增长 ,氧化层中的缺陷浓度增大 ,定域态之间的距离缩小 .当定域态之间的距离缩小到一个阈值时 ,定域态之间通过相互交叠形成逾渗通路 ,形成扩展态能级 ,漏电流开始急剧增大 ,氧化层击穿 .

关键词：栅氧化层逾渗模型 MOSFET 击穿物理机制缺陷定域态