Моделирование работы и процессов деградации МОП транзисторов, обусловленных воздействием ионизирующего излучения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат технических наук Зебрев, Геннадий Иванович

• Зебрев, Геннадий Иванович
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зебрев, Геннадий Иванович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕОРИЯ МОП ТРАНЗИСТОРА

1.1. Уравнение Пуассона

1.2. плотность заряда в инверсионном слое

1.3. Уравнение непрерывности

1.4. Вычисление управляющего параметра к

1.5. Вольт амперная характеристика МОПТ 19 Выводы

ГЛАВА 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В КАНАЛЕ МОП ТРАНЗИСТОРА

2.1. Характеристики МОПТ с учетом зависимости подвижности от продольного электрического поля

2.2. Статическое экранирование в инверсионном слое

2.3. Эффективная подвижность, обусловленная рассеянием на шероховатостях границы раздела Si-Si02 31 Выводы

ГЛАВА 3. КИНЕТИКА НАКОПЛЕНИЯ И ОТЖИГА РАДИАЦИОННО - ИНДУЦИРОВАННОГО ЗАРЯДА В ОКИСЛЕ И МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

3.1. Математическая модель туннельного отжига радиационно-индуцированного дырочного заряд в окисле вблизи границы Si-Si

3.1.1. Импульсное облучение

3.1.2. Стационарное облучение

3.1.3. Отжиг после окончания облучения

3.2. Накопление поверхностных состояний

3.3. Параметры модели

3.4. Прогнозирование 45 Выводы

ГЛАВА 4. МОДЕЛЬ РАДИАЦИОННО-СТИМУЛИРОВАННОГО ОТЖИГА В ОКИСЛЕ МОП

ТРАНЗИСТОРА

4.1. Сечения захвата

4.2. Кинетика радиационно-индуцированной перезарядки ловушек в окисле

4.3. Аналитическое решение системы кинетических уравнений

4.4. Численное решение системы кинетических уравнений

4.5. Переключения смещения на затворе

4.6. совместный учет туннельного и радиационно-индуцированного отжига и проблема насыщения роста положительного заряда в окисле

4.6.1 Кратковременное облучение (t«Tj или D«DS=P v,)

4.6.2 Долговременное облучение (7»Т; или D»DS-Px,) 56 ВЫВОДЫ

ГЛАВА 5. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРОВ ПОВЕРХНОСТНЫХ СОСТОЯНИЙ

5.1. Краткий обзор методов определения спектров поверхностных состояний

5.1.1. Подпороговые методы (midgap and subthreshold techniques)

5.1.2. Метод зарядовой накачки

5.1.3. Метод надпороговой крутизны

5.2. Перезарядка ПС как источник искажений передаточной ВАХ

5.3. Метод эффекта поля

5.4. Метод смещения на подложке

5.5. Обсуждение 65 ВЫВОДЫ

ГЛАВА 6. РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННЫЕ ПОВЕРХНОСТНЫЕ СОСТОЯНИЯ КАК

ПЕРЕЗАРЯЖАЕМЫЕ ДЕФЕКТЫ В ОКИСЛЕ И НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА SI-SI

6.1. Экспериментальные результаты

6.2. Противоречие со стандартным представлением

6.2.1. Напряжение середины зоны

6.2.2. Подпороговый наклон

6.3. Концепция перезаряжаемых состояний

6.4. Единое описание процессов обратимой перезарядки

6.4.1. Кинетическое уравнение

6.4.2. Решение нестационарного кинетического уравнения

6.4.3. Изменение заряда на ловушках

6.4.4. Концепция пространственно-энергетического туннельного фронта

6.4.5. Вычисление количества ловушек, перезаряжаемых за развертку

6.5. Обсуждение и сравнение с экспериментом 81 ВЫВОДЫ

ГЛАВА 7. МОДЕЛЬ БИСТАБИЛЬНОЙ КОНФИГУРАЦИЯ Е'- ЦЕНТРА

7.1. Дефекты вблизи границы раздела Si-Si02 и особенности накопления радиационно-индуцированных поверхностных состояний

7.2. Эмпирическая модель бистабильного Е' центра

7.2.1. Возможная бистабильность Е'-центра

7.2.2. Интерпретация результатов ЭПР в работе Ленахана.

7.3. Энергетическая модель бистабильного Е' центра (аналитический подход)

7.3.1. Энергетическая модель

7.3.2. Механическая стабильность

7.3.3. Точка неустойчивого равновесия

7.4. Переключения конфигураций Е'-центра под действием электрического поля

7.4.1. Учет взаимодействия диполя с электрическим полем

7.4.2. Адиабатические термы при разных величинах и направлениях электрических полей

7.4.3. Энергетический барьер схлопывания Е'-центра как функция Lq

7.4.4. Энергия активации трансформации из нейтральной в дипольную конфигурацию

7.5. Численный анализ процессов переключения между двумя бистабильными конфигурациями 102 ВЫВОДЫ

ГЛАВА 8. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕГРАДАЦИИ МОП ТРАНЗИСТОРОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ГОРЯЧИХ НОСИТЕЛЕЙ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗИ С РАДИАЦИОННОЙ

ДЕГРАДАЦИЕЙ

8.1. Масштабирование и радиационный отклик приборов

8.2. Инжекция горячих носителей в окисел

8.3. Модель

8.4. Деградация крутизны

8.5. Эксперимент 114 ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование работы и процессов деградации МОП транзисторов, обусловленных воздействием ионизирующего излучения»

Актуальность темы диссертации. Элементы на основе структур металл - оксид -полупроводник (МОП) составляют в настоящее время основу современной микроэлектроники и лежат в основе огромной индустрии производства компьютеров и разнообразных электронных компонентов. В свою очередь, МОП транзисторы являются ключевой составляющей МОП технологий. В этих условиях особое значение приобретают вопросы разработки и обеспечения надежного функционирования МОП транзисторов. Это невозможно без детального понимания физики работы транзистора и физических процессов, ответственных за деградацию их параметров, особенно под воздействием дестабилизирующих факторов как внешнего характера, таких как ионизирующее излучения, так и внутренних, таких как воздействие горячих носителей. Всестороннее и комплексное исследование и моделирование физических процессов функционирования, а также механизмов деградации и старения в МОП структурах вообще, и в МОП транзисторах в частности, является необходимым условием разработки адекватных методов предсказания надежности микроэлектронных компонентов и, с практической точки зрения, является актуальной задачей и будет оставаться таковой в течение продолжительного времени.

Проблема моделирования процессов деградации в элементах микроэлектроники, в частности, в МОП транзисторах, носит комплексный характер. Она сводится к моделированию деградации электрофизических параметров транзисторов с последующим моделированием деградации функциональных характеристик самих транзисторов. Поэтому, моделирование процессов деградации параметров транзисторов трудно отделить от моделирования работы транзистора в целом. Процессы деградации выражаются не только в количественном дрейфе параметров приборов, но, зачастую, приводят к качественному изменению характера функционирования прибора. Это связано с тем, что модели приборов разрабатываются, как правило, для идеального случая, без учета дополнительных физических процессов, проявляющихся в процессе деградации. В частности, передаточная характеристика МОП транзисторов после облучения существенно меняет свою форму особенно в области слабых токов, и такое изменение формы характеристики невозможно свести только к изменению крутизны и порогового напряжения транзисторов.

Надежность МОП транзисторов определяется, главным образом, надежностью границы раздела Si-Si02. В частности, она существенно зависит от стабильности дефектной структуры самой границы раздела. Функциональные характеристики приборов весьма чувствительны к количеству, пространственному и энергетическому расположению дефектов и их энергетических уровней, к сечениям их перезарядки и т.п.

Это связано с тем, что рабочей областью прибора является инверсионный слой, расположенный в кремнии непосредственно у границы раздела. Заряженные дефекты в окисле вблизи границы раздела Si-Si02 сильно влияют на кинетические параметры переноса носителей в инверсионных слоях. Это связано, во-первых, с увеличением интенсивности рассеяния на заряженных дефектах и соответствующем уменьшении подвижности носителей, и, во-вторых, с возможностью перезарядки этих дефектов при изменении напряжении на затворе. Оба процесса существенно определяют крутизну прибора и, соответственно, его быстродействие.

В зависимости от изменения заряда на дефектах как функции поверхностного потенциала, принято разделять дефекты на поверхностные состояния и заряд в окисле. Деградация МОП транзисторов связана, главным образом, с изменением заряда на дефектах в окисле и на поверхностных состояниях (ПС).

Основными дестабилизирующими факторами, обуславливающими деградацию МОП транзисторов, являются ионизирующее излучение и воздействие горячих носителей. Оба эти дестабилизирующие фактора приводят к зарядке окисла и образованию ПС, что в свою очередь обуславливает изменение порогового напряжения и крутизны, определяющих такие важнейшие функциональные характеристики приборов, как токи потребления и быстродействие.

Понимание механизмов и моделирование процессов деградации является необходимым условием создания методик прогнозирования надежности микроэлектронных систем. При этом, подход к моделированию должен носить комплексный характер, начиная от моделирования дефектообразования и отжига, и заканчивая моделированием работы всего транзистора в целом.

Сформулируем основные пункты этого подхода.

• Выявление основных типов дефектов в SiC>2, ответственных за деградацию границы раздела и создание моделей этих дефектов, объясняющих их основные свойства.

• Создание кинетической модели перезарядки этого дефектов за счет обмена носителями между ними и подложкой.

• Выяснение критерия разделения дефектов на заряд в окисле и поверхностные состояния. Критический анализ старых методик разделения заряда в окисле и на ПС и создание новых методик разделения, включая определение энергетического спектра ПС.

• Создание кинетической модели накопления и релаксации заряда в окисле при воздействии радиации в постоянном электрическом режиме и в режиме переключений во время облучения.

• Создание кинетической модели накопления и релаксации ПС при воздействии радиации при воздействии импульсного и стационарного облучения.

• Создание модели деградации МОП транзисторов, обусловленной горячими носителями. Выявление сходства и различия радиационно-индуцированной деградации и деградации, вызванной горячими носителями.

• Создание модели вольтамперной характеристики МОП транзистора, позволяющей единым образом описывать характеристики приборов во всем диапазоне напряжений на затворе и стоке, в широком диапазоне температур функционирования, с возможностью учета спектра ПС на вид характеристики.

Выполнение этой программы сталкивается с серьезными трудностями, связанными с тем, что многие физические механизмы процессов деградации остаются до сих пор невыясненными, многие модели являются неполными, противоречивыми и до сих пор остаются предметом дискуссии.

Основными нерешенными проблемами в этой области являются:

• Проблема образования, отжига и самой природы и структуры радиационно-индуцированных ПС.

• Проблема выяснения доминирующего механизма влияния ПС на крутизну МОП транзисторов.

• Проблема особенностей деградации при воздействии горячих носителей по сравнению радиационно-индуцированной деградации и механизмов их комбинированного воздействия.

Полное выполнение этой программы невозможно в рамках одной диссертации и лежит за пределами возможности одного человека. Тем не менее, представленная диссертация представляет собой попытку реализации этой программы по указанным пунктам, уделяя особое внимание нерешенным проблемам.

Цель диссертации - разработка методов физического моделирования МОП транзисторов, включая процессы транспорта электронов в сильных полях, рассеяния и экранирования в инверсионных слоях; разработка моделей деградации окислов МОП транзисторов, включая накопление захваченного заряда и поверхностных состояний (ПС) под воздействием ионизирующего излучения и горячих носителей; исследование, анализ и моделирование процессов дефектообразования в окисле и на границе раздела Si-Si02 на основе анализа и интерпретации оригинальных экспериментальных данных; исследование и моделирование эффектов деградации параметров МОП транзисторов для разных температур и электрических режимов как функции полной дозы и мощности дозы, конечной целью которых является создание методик предсказания долговременной надежности и радиационной стойкости микроэлектронных элементов МОП технологии.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

• Разработка продвинутой физической модели МОП транзистора, позволяющей последовательным образом учитывать влияние тонких физических механизмов, ответственных за процессы деградации, таких как спектр поверхностных состояний, поведение электрических полей вдоль канала и в районе стока, соотношение диффузионной и дрейфовой компоненты тока в канале в любом режиме работы транзистора.

• Моделирование процессов радиационно-индуцированного накопления заряда в окисле МОП структур и его релаксации в ходе облучения и отжига как функции дозы, мощности дозы, температуры и электрического режима.

• Исследование и выяснение природы и возможного механизма встраивания радиационно-индуцированных поверхностных состояний, исследование влияния водорода в окисле на его радиационный отклик, в частности на образование поверхностных состояний.

• Разработка концепции радиационно-индуцированных «поверхностных состояний» как перезаряжающихся дефектов на границе Si-Si02 или в прилегающей области, дающих вклад быструю перезарядку; создание модели дефекта, ответственного за такую перезарядку.

• Исследование процессов деградации обусловленных горячими носителями и их взаимодействия с процессами радиационной деградации. Разработка модели генерации горячих носителей в канале, основанная на предложенной автором модели МОП транзистора.

Методы проведенных исследований

При разработке предложенных в диссертации моделей использовались методы и подходы приборной физики, физики полупроводников и диэлектриков, физики радиационных дефектов, численные методы интегрирования и решения дифференциальных уравнений и нелинейных уравнений.

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:

1. На основе решения уравнения непрерывности тока в канале впервые разработана физическая модель МОП транзистора, способная единым и непрерывным образом описывать в аналитической форме вольтамперные характеристики (ВАХ) транзистора во всех режимах его работы, а также распределения электрических полей и концентрации носителей вдоль канала, которая позволяет учитывать такие тонкие вещи как влияние спектра поверхностных состояний на форму ВАХ во всех режимах работы приборов и для всех температур функционирования. В рамках предложенной модели впервые проведен последовательный учет влияния зависимости подвижности от величины тянущего электрического поля и его распределения вдоль канала, что абсолютно необходимо для корректных расчетов ВАХ современных короткоканальных приборов.

2. Исследовано влияния флуктуаций потенциала, обусловленных зарядом в окисле, на величину локализованного заряда в канале и влияние экранирования этих флуктуаций разных масштабов на эффективную подвижность носителей в инверсионном слое.

3. Предложен новый метод расчета релаксации, обусловленной рассеянием носителей на шероховатостях границы раздела Si-Si02, которая является одним из основных механизмов рассеяния, формирующих подвижность в режиме сильной инверсии.

4. Предложена кинетическая модель накопления и релаксации радиационно-индуцированных положительно заряженных дефектов в окисле, с учетом туннелирования носителей из подложки и захвата радиационно-индуцированных электронов из зоны проводимости Si02- Показано, что модель может описывать процессы накопления и отжига заряда в окисле во время и после облучения при любом временном профиле мощности дозы и в условиях высокочастотного переключения напряжения на затворе во время облучения.

5. На основе анализа экспериментальных данных по измерению радиационно-индуцированных ПС как функции температуры измерения, полученных в месте с соавторами, был сделан вывод, что классические представления о поверхностных состояниях, расположенных строго на границе раздела Si-SiCh не могут объяснить полученные зависимости. Показано, что противоречие разрешается, только если допустить, что радиационно-индуцированные дефекты, воспринимаемые при измерении как поверхностные состояния расположены не только на границе раздела, но и в прилегающем слое окисла.

6. На основе этих данных предложена концепция перезаряжающихся центров с уровнями, находящимися напротив запрещенной зоны кремния, которые могут давать вклад в обратимую перезарядку при изменении уровня Ферми в ходе развертки напряжения на затворе. Количество перезаряжающихся дефектов зависит от температуры измерения, и скорости развертки и одни и те же дефекты в зависимости от условий развертки могут восприниматься и как поверхностные состояния и как заряд в окисле.

7. Предложены и опубликованы новые методы определения поверхностных состояний, позволяющие дополнить существующие методы разделения поверхностных состояний и захваченного заряда в окисле.

8. Показано теоретически и получены экспериментальные данные о том, что радиационно-индуцированная деградация крутизны в передаточной характеристики в надпороговой области обусловлена в большей не уменьшением подвижности, а перезарядкой образовавшихся поверхностных состояний.

9. Предложена теоретическая модель бистабильной Е'-центра, способной объяснить многие особенности накопления радиационно-индуцированных ПС.

Практическая значимость результатов диссертации:

1. Программа, основанная на предложенной модели МОП транзистора, позволяет проводить детальные расчеты во всех диапазонах, варьируя параметры, которые жестко задаются в стандартных системах схемотехнического проектирования, типа SPICE LEVEL 3 и выше. Вместе с тем, будучи совместимой по набору параметров со стандартными пакетами, программа позволяет легко проводить предварительную экстракцию параметров, являющихся входными для моделей SPICE LEVEL 3 или BSIM.

Метод и программа для расчета генерации горячих носителей в канале транзистора, основанный на предложенной модели позволяет предсказывать долговременную деградацию параметров приборов под воздействием горячих электронов.

2. Разработанные программы для кинетического описания накопления и отжига радиацион-но-индуцированного заряда в окисле позволяют проводить предсказание поведения параметров приборов в условиях длительного низкоинтенсивного облучения, основываясь на результатах кратковременного облучения с высокой мощностью дозы в лабораторных условиях, что является необходимым условием прогнозирования надежности микроэлектронных систем в условиях длительного существования в космическом пространстве.

3. Установленные механизмы и разработанные модели деградации позволяют сформулировать практические рекомендации для проведения ускоренных испытаний с целью адекватного прогнозирования долговременной радиационной стойкости и надежности элементов МОП технологий.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Новая физическая модель МОП транзистора, основанная на последовательном решении уравнении непрерывности тока в канале с учетом соотношения диффузионной и дрейфовой составляющей тока.

2. Метод вычисления составляющей времени релаксации носителей на шероховатостях границы раздела Si-Si02 и зависимость подвижности от величины прижимающего электрического поля в инверсионном слое канала МОП транзистора. Экранирование флуктуаций потенциала разных масштабов в инверсионных слоях и связь этих процессов с подвижностью.

3. Модель накопления и релаксации радиационно-индуцированного заряда в окисле, одновременно учитывающая релаксацию за счет туннелирования носителей из кремниевой подложки и за счет захвата радиационно-индуцированных электронов из подложки (радиацион-но-стимулированный отжиг)

4. Установление аномального характера зависимости логарифмического подпорогового наклона от температуры измерения в облученных МОП транзисторах по сравнению с необлу-ченными приборами. Вывод о том, что это можно объяснить только появлением непрерывного диапазона времен перезарядки, обусловленного пространственным расположением дефектов и положением их энергетических уровней.

5. Концепция перезаряжаемых состояний, как дефектов любого рода с уровнями энергии, расположенными напротив запрещенной зоны кремния, способных давать вклад в процессы обратимой перезарядки при изменении положения уровня Ферми. Операциональное определение плотности поверхностных состояний, как количества перезарядившихся ловушек за характерные времена развертки вне зависимости от природы этих ловушек и их пространственного расположения. Установление связи между медленной обратимой перезарядкой окисла и быстрой обратимой перезарядкой как единого процесса, обусловленного, возможно, ловушками одного типа, но с разными временами перезарядки

6. Модель структуры дефекта обладающего бистабильной конфигурацией, ответственного за обратимую перезарядку на всех временных масштабах. Переход из электрически неактивной парамагнитной конфигурации в дипольную диамагнитную конфигурацию со значительно более высоким сечением перезарядки, как возможный механизм объяснения затянутого характера встраивания радиационно-индуцированных поверхностных состояний.

7. Теоретическое обоснование и экспериментальные данные в пользу того, что стандартное объяснение затянутого характера накопления ПС после импульса радиации как следствие дисперсионного переноса протонов в БЮг не имеет универсального значения и, скорее всего, неверна.

8. Методики определения плотности поверхностных состояний по измерениям температурной и по зависимости тока стока от напряжения исток-подложка.

9. Выявление сходства и различия процессов деградации обусловленного ионизирующего излучения и горячими носителями. Метод расчета деградации горячими носителями и использование тока подложки как индикатора эффекта горячих носителей.

Личный вклад соискателя. Все результаты теоретические результаты, модели, расчеты и интерпретации экспериментальных данных, приведенные в диссертации, получены и предложены лично соискателем, либо при его непосредственном участии. Экспериментальные результаты, приведенные в диссертации, выполнены В. Н. Безбородовым, С. С. Ломакиным, А.А. Комаровым и, главным образом В.В. Емельяновым и В.В. Беляковым, и опубликованы в совместных работах с соискателем. Вклад научного руководителя Р. Г. Усейнова связан с постановкой задачи и целей исследования. Р. Г. Усейнов и В. С. Першенков принимали активное участие в большинстве работ соискателя. Вклад остальных соавторов связан с обсуждением результатов и выполнением экспериментов.

Связь работы с крупными научными программами и темами

В последние годы работа проводилась в Московском инженерно-физическом институте (государственном университете) в рамках следующих государственных отраслевых и научно-исследовательских работ;

1) программы Международного научно-технического центра (проекты 1003 и 0451);

2) федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения» в рамках подпрограммы «Перспективная элементная база микроэлектроники».

Апробация результатов диссертации. Основные результаты диссертации докладывались на ежегодных всероссийских конференциях "Радиационная стойкость" (НИИП, г. Лыткарино), ежегодных Научных сессиях МИФИ (1999-2002), Международных конференциях "Микроэлектроника и наноэлектроника" (Зеленоград 2001-2002), Международных конференциях в Молдове (1997-2002), Румынии (1998), Югославии (MIEL), ежегодных Европейских конференциях RADECS (1995, 1999, 2001-2002), ежегодных американских конференциях ШЕЕ NSREC (1996, 2000-2002).

Опубликованные результаты. По теме диссертации опубликовано 15 статей в научно-технических журналах "Физика и техника полупроводников", «Микроэлектроника», «Инженерная физика», «Приборы и техника экспериментов», «Вопросы атомной науки и техники», «IEEE Transactions on Nuclear Science», 3 статей в научно-технических сборниках, 5 статей в материалах международных конференций и 4 тезисов докладов в сборниках научных конференций. Общее количество опубликованных материалов составляет около 110 страниц.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, восьми глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 126 страниц. Диссертация содержит 34 рисунка. Список литературы содержит 132 наименования.

Заключение диссертации по теме «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», Зебрев, Геннадий Иванович

Выводы

Можно отметить следующие особенности полученных экспериментальных результатов.

• Не произошло заметного изменения спектра поверхностных состояний в подпороговой области в процессе всех циклов электрической нагрузки, а также облучения и отжига. По мере продвижения в область меньших токов (или, что то же самое, в область обеднения) изменения энергетической области D,t постепенно уменьшаются.

• Довольно неожиданным оказался результат воздействия горячих носителей во время электрической нагрузки. Вольтамперная характеристика приборов в подпороговой области сместилась без искажений в сторону меньших напряжений, что эквивалентно положительной зарядке. Вместе с тем, в надпороговой области уровень одинакового тока сдвинулся в правую сторону. Подобные результаты были получены также в работе [132]. Этот результат может быть интерпретирован как то, что хвост плотности состояний в данном случае в значительной степени обусловлен поверхностными ловушками донорного типа. Они характеризуются тем, что в незаполненном состоянии заряжены положительно, а после заполнения электронами становятся нейтральными.

• Облучение после цикла электрической нагрузки не привела к дополнительному наклону надпороговой крутизны. Напротив, крутизна после облучения даже немного возросла (см. рис.8.5). Это свидетельствует о том, что механизмы деградации при воздействии облучения и горячих носителей не являются аддитивными.

• Во время изотермического отжига произошло восстановления надпороговой крутизны до значений, выше начальных

• Результаты второго цикла электрической нагрузки качественно не отличались от результатов первого цикла нагрузки

• Изменения спектра поверхностных состояний в подпороговой и надпороговых областях вольтамперной характеристик при облучении и электрической нагрузке, в общем случае не коррелируют друг с другом.

• Мы полагаем, что необычное поведение вольтамперной характеристики при электрической нагрузке может быть обусловлено появлением в верхней части запрещенной зоны кремния специфических поверхностных ловушек донорного типа. По-видимому, поверхностные ловушки такого типа нетипичны для случая радиационной деградации

• Построена и проверена теоретическая модель, предложены возможные микроскопические механизмы деградации. Указано на принципиальную общность деградации при воздействии облучения и горячих носителей.

Полученные экспериментальные данные дают основания полагать, что механизмы деградации при облучении и воздействии горячих носителей, по меньшей мере, не являются аддитивными. Более того, имеет место даже частичная компенсация двух механизмов деградации. Это свидетельствует о том, что, несмотря на внешнее сходство этих двух процессов деградации, они обусловлены разными группами дефектов вблизи границы раздела Si-Si02. Этот факт существенно затрудняет прогнозирование надежности элементов МОП технологий при совместном воздействии радиации и горячих носителей. Эта проблема требует дополнительных исследований.

Заключение

Результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Разработанная диффузионно-дрейфовая модель МОП транзистора, способная единым и непрерывным образом описывать в аналитической форме вольтамперные характеристики транзистора во всех режимах его работы, может быть использована для моделирования работы облученных приборов с большим количеством поверхностных состояний, обладающих нетривиальным энергетическим спектром; в частности, можно проводить учет хвостов плотности состояний вблизи краев зон, которые существенно влияют на крутизну передаточной характеристики в надпороговом режиме работы транзистора. Распределение электрического поля вдоль канала, полученное в рамках указанной модели, использовалось для расчета скорости генерации горячих носителей, обуславливающих деградацию приборов. Разработана программа расчета ВАХ МОП транзисторов в рамках предложенной модели

2. Показано, что последовательный учет влияния зависимости подвижности от величины тянущего электрического поля при аналитическом решении уравнения непрерывности тока в канале оказывает существенное влияние на форму и ВАХ современных короткоканальных приборов и на распределение электрического поля вдоль канала, что является очень важным для расчета интенсивности генерации горячих носителей.

3. Флуктуации потенциала в инверсионном слое МОП транзистора, обусловленные зарядом в окисле, влияют на эффективную крутизну в канале за счет двух механизмов; 1) за счет изменения микроскопической подвижности, обусловленной рассеянием на флуктуациях потенциала; 2) за счет перезарядки хвостов плотности поверхностных состояний вблизи краев зон.

4. Показано, что известная зависимость эффективной подвижности от напряжения на затворе в надпороговой области работы МОП транзистора за счет эмпирического фактора редукции 0, обусловлена рассеянием на шероховатостях поверхности границы раздела Si-Si02.

5. Разработанная кинетическая модель накопления и туннельной релаксации радиационно-индуцированных положительно заряженных дефектов в окисле дает возможность рассчитывать процессы накопления и отжига заряда в окисле при любом временном профиле мощности дозы. Параметры, извлеченные из экспериментов в лабораторных условиях, проведенных с мощностью дозы, обеспечивающей приемлемую продолжительность испытаний (например, -200 рад(8Ю2)/с), могут быть использованы для прогнозирования радиационного отклика МОП приборов в космическом окружении с малыми мощностями дозы ионизирующего излучения (<10~3 рад (БЮгУс). Это дает основание использовать данную модель как основу для создания методики прогнозирования долговременной радиационной стойкости МОП приборов к воздействию низкоинтенсивного,космического излучения.

6. Исследование процессов радиационно-стимулированного отжига, связанного с процессом компенсации положительного заряда в окисле радиационно-индуцированными электронами из зоны проводимости Si02 показало, что такие процессы особенно важны при облучении в условиях реального функционирования приборов при высокочастотных переключениях напряжения на затворе. Разработанная модель и программа расчетов радиационно-стимулированного отжига позволяет проводить прогнозирование радиационного отклика МОП транзисторов в условиях высокочастотных переключений. Был сделан вывод о том, что рост положительного заряда в окисле ограничивается захватом радиационно-индуцированных электронов, генерируемых в окисле, и инжектируемых во время облучения из кремниевой подложки.

7. На основе анализа экспериментальных данных по измерению радиационно-индуцированных ПС как функции температуры измерения, полученных вместе с соавторами, был сделан вывод, что классические представления о поверхностных состояниях, расположенных строго на границе раздела Si-Si02 не могут объяснить полученные зависимости. Показано, что противоречие разрешается, только если допустить, что радиационно-индуцироваиные дефекты, воспринимаемые при измерении как поверхностные состояния расположены не только на границе раздела, но и в прилегающем слое окисла.

8. Анализ экспериментальных данных о процессах накопления радиационно-индуцированных ПС после импульса радиации, дали основания сделать вывод, что протонная модель генерации ПС не имеет достаточных экспериментальных и теоретических обоснований, и, по меньшей мере, не является универсальной. Показано, что предложенная теоретическая модель бистабильного Е'-центра, способна объяснить многочисленные экспериментальные данные о конверсии заряда в окисле в поверхностные состояния. Был сделан вывод о том, что участие водорода в образовании ПС происходит не в форме положительного иона (протона), а скорее в форме нейтрального атомарного водорода.

9. Исследование процессов последовательного воздействия горячих носителей и радиации позволило установить, что изменения спектра поверхностных состояний в подпороговой и надпороговых областях вольтамперной характеристик при облучении и электрической нагрузке, в общем случае не коррелируют друг с другом. Был сделан вывод, что деградация, вызванная горячими носителями, обусловлена появлением в верхней половине запрещенной зоны кремния специфических поверхностных ловушек донорного типа, нетипичных для случая радиационной деградации. Полученные экспериментальные данные дают основания полагать, что механизмы деградации при облучении и воздействии горячих носителей, по меньшей мере, не являются независимыми, что существенно затрудняет прогнозирование надежности элементов МОП технологий при совместном воздействии радиации и горячих носителей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зебрев, Геннадий Иванович, 2003 год

1. Hofstein S. R, Heinman F. P. The silicon insulated gate field effect transistor // Proc. IEEE Trans. 1963. - V.51. - P. 1190-1202.

2. Ihantola H. K, Moll J. L. Design theory of a surface field-effect transistor // Solid-State Electron. 1964. - V.7. - P.423-430.

3. Sah С. T. Characteristics of MOS transistors // IEEE Trans.-1964. V. ED-11. P.324.

4. Reddi V., Sah С. T. Source to drain resistance beyond pinch-off in MOS transistors // IEEE Trans. 1965. - V.ED-12. - P. 139-141.

5. Pao H. C., Sah С. T. Effects of diffusion current on characteristics of MOS transistors // Solid-State Electron. 1966. - V.9. - P. 927.

6. Klaassen F. M. A MOST model for CAD with automated parameter determination // in Process and Device Modeling for Integrated Circuit Design / ed. by F. Van de Wiele. Noordhof. - Leiden. - the Netherlands. - 1977. - P.311.

7. Brews J. R. A charge sheet model// Solid-State Electron. 1978. - V.21. - P. 345.

8. Yau L. D. A simple theory to predict threshold voltage of short-channel IGFETs // Solid-State Electron.- 1974,- V.17. P. 1059-1063.

9. Merckel J. R. A simple model of the threshold voltage of short and narrow channel IGFETs // Solid-State Electron.- 1980. V.23. - P. 1207-1213.

10. Akers L. A., Sanchez J. J. Threshold voltage models of short, narrow, and small geometry MOSFETs // Solid-State Electron. 1982. - V.25. - P.621-641.

11. Brews J. R., Physics of the MOS Transistors. Applied Solid State Science. -suppl. 2A. Academic Press. - 1981.

12. Guebels P .P., Van de Wiele F. A short-channel MOSFET model // Solid-State Electron. 1983 - V.26. - P.267.

13. Tsividis Y. P. Operation and Modeling of the MOS Transistors. N.-Y.: McGraw-Hill, 1987.

14. Сельбергер С., Шютц А. Двумерное моделирование МОП транзисторов // МОП СБИС. Моделирование элементов и технологических процессов / пер. под ред. Р.А.Суриса. М.: Радио и связь, 1988. - 273 с.

15. Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц. М.: Мир, 1987. -417 с.

16. A review of some charge transport properties of silicon / C. Jacobini, C. Canali, G. Ottaviani, A. A. Alberigi // Solid-State Electron. 1977. - V.20. - P.77-89.

17. Ватанабе M., Асада К. Проектирование СБИС, тт.1-2,- М.: Мир, 1987.

18. Cheng Y., Chan М. BSIM3v3 Manual (Final Version) // University of California, Berkeley. -1996.

19. Бонч-Бруевич В. Jl., Калашников С. Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1978.-587 с.

20. Shockley W. Modulation of of conductance of thin films of semiconductors by surface charges // Phys.Rev. -1948. V.44. - P.232-233.

21. Зи С. Физика полупроводниковых приборов/ пер с англ. под ред. Р. А. Суриса. тт.1-2. - М.: Мир, 1984.

22. Kingston R., Neustadter S. Calculation of space charge,.electric field, and free carrier concentrations at the surface of semiconductors // J.Appl.Phys. 1955.-V.26. - P.718.

23. Конуэлл Э. Кинетические свойства полупроводников в сильных электрических полях. М.: Мир, 1970. - 467 с.

24. Андо Т., Фаулер А., Стерн Ф., Электронные свойства двумерных систем. -М.: Мир, 1985.-511 с.

25. Зебрев Г. И. Простая модель вольтамперных характеристик МОП транзистора // ФТП. 1990. - Т. 24. - №5. - С.777-781.

26. Tornber К. К. Relation of drift velocity to low-field and high-field saturation velocity // J.Appl.Phys. 1980. - V.51. - P.2127.

27. Sabnis A. G., Clemens J. T. Carrier mobilities in inversion layers of MOSFETs// Proceed. Int. Electron Dev. Meeting. 1979. - P.18-21.

28. Cooper J. A., Nelson D. F. Measurement of the high-field drift velocity of electrons in inversion layers on silicon// IEEE Electron Dev. Lett. 1981. - V.2. -P.171-173.

29. Зебрев Г. И. Вольтамперная характеристика МОП транзистора с учетом зависимости подвижности от продольного электрического поля // ФТП. -1992.-Т.26.-С.83.

30. Stern F. Polarizability of two-dimensional electron gas // Phys.Rev.Lett. 1967. -V.18.-P.546.

31. Brews J. R. Surface potential fluctuations generated by interface charge inhomo-geneties in MOS devices // J.Appl.Phys. -1972. V.43. - P.2306-2313.

32. Прудников А. П., Брычков Ю. А., Маричев О. И. Интегралы и ряды. Специальные функции. М.: Наука, 1983. -750 с.

33. Справочник по специальным функциям, /под ред. М. Абрамовица, И. Сти-ган. М.: Наука, 1979. - 830 с.

34. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982.-620 с.

35. Brews J. R. Carrier-density fluctuations and IGFET mobility near threshold // J. Appl. Phys. 1974. - V.46. - P.828.

36. Chen J. Т., .Muller R. S. Carrier mobilities at weakly inverted Si surfaces // J.Appl.Phys. 1974. - V.45. - P.828.

37. Грин P. Ф. Поверхностные свойства твердых тел. М.: Мир, 1984. - Р.455с.

38. Крылов М. В., Сурис Р. А. Подвижность электронов в инверсионном слое кремния // ЖЭТФ. 1982. - Т.83. - №6. - С.2273.

39. Басс Ф. Г., Гуревич Ю. Г. Горячие электроны и сильные электромагнитные поля в плазме полупроводников и газового разряда. М.: Наука, 1975. -400 с.

40. Schrieffer J. R. Mobility in inversion silicon layers // Phys. Rev. 1955. - V.97. №3. - P.641.

41. Фальковский Л. А. Рассеяние носителей на шероховатостях границы раздела//ЖЭТФ. 1970. - Т.71 - №5. - С.1831-1842.

42. Зебрев Г. И. Эффективная подвижность при рассеянии на шероховатостях границы раздела в инверсионном слое // ФТП. 1992. - Т.24. - №5. - С.908-912.

43. Ionizing Radiation Effects in MOS devices and Circuits/ ed. by T.-P. Ma and P.V.Dressendorfer. N.-Y.: Wiley, 1989.

44. Lenahan P .M., Dressendorfer P. V. Hole Traps and Trivalent Silicon Centers in MOS structures // J .Appl. Phys. 1984. - V.55. - P.3495.

45. Барабан А. П., Булавин В. В., Коноров П. П. Электроника слоев Si02 на кремнии Л.: Изд. Ленинградского ун-та, 1988. - 303 с.

46. Вавилов В. С., Киселев В. Ф., Мукашев Б. Н. Дефекты в кремнии и на его поверхности. М.: Наука, 1990. - 211 с.

47. Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах. -М.: Мир, тт.1-2, 1982.

48. Feigl F. J., Fowler W. В., Yip К. L. Oxygen vacancy model for the E' center in Si02 // Solid St. Commun. 1974. - V.14. - P.225.

49. Lenahan P. M.,.Dressendorfer P. V. Effect of bias on radiation-induced paramagnetic defects at the silicon-silicon dioxide interface // Appl. Phys.Lett. -1982. -V.41.-P.542.

50. Reversibility of trapped hole annealing / A. J. Lelis, H. E. Boesch, T. R. Oldham, F. B. McLean // ШЕЕ Trans. 1988. -V. NS-35. - P.l 186.

51. The nature of the trapped hole annealing process / A. J. Lelis, H. E. Boesch, T. R. Oldham, F. B. McLean // IEEE Trans. 1989. - V.NS-36. - P.1808.

52. Fleetwood D. M., Reber R.A., Winokur P.S. Effect of bias on TSC in irradiated MOS devices // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1991. - V. NS-38. - P.1066.

53. Muto H., Tsai M.-H., Ma T.-P. Radiation-induced noise in mesoscopic transistors// IEEE Trans. Nucl. Sci. 1991. - V.NS-38. - P. 1116.

54. Kirton M. J., Uren M. J. Noise in Solid State Microstructures // Adv. in Phys. -1989.-V.38.-P.367.

55. Абакумов В. H., Перель В. И., Яссиевич И. Н. Сечения захвата на кулонов-ские центры в полупроводниках. // ФТП. 1978. - Т. 12. - С.З.

56. Fleetwood D. М., Winokur P. S., Schwank J. R. Using laboratory X-ray and Co-60 irradiations to predict CMOS device response in strategic and space environments // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1988. - V.NS-35. -P.1497.

57. Accounting for time dependence effects on CMOS total-dose response in space environments / D. M. Fleetwood, P. S. Winokur, J. Barnes, D. C. Shaw // Radiat. Phys. Chem. 1994. - V.41. - P.2600.

58. McLean F. B. A framework for understanding radiation-induced interface states in Si02 MOS structures // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1980,- V.27. - P. 1651.

59. Зебрев Г. И., Беляков В. В. Переходы между двумя конфигурациями Е'-центра как возможный процесс, лимитирующий скорость накопления поверхностных состояний // Сб. Научная сессия МИФИ-99. М. 1999. - N.6. -С.85.

60. Прогнозирование дозовых эффектов в элементах МОП технологий при воздействии низкоинтенсивного ионизирующего излучения космического пространства / В. В. Беляков, Г. И. Зебрев, B.C. Першенков, С. В. Черепко // Инженерная физика. 1999 - №2. - С.40-45.

61. Hu G., Johnson W.C. Relationship between trapped holes and interface states in MOS capacitors // Appl.Phys.Lett. -1980. V.36. - P.590.

62. Lai S.K. Two-carrier nature of interface-state generation in hole trapping and radiation damage // Appl. Phys. Letters. 1981.-V.36. - P.58.

63. Woods M. H., Williams R. Charge injection into insulators // J.Appl.Phys-1975.-V.47,-P. 1082-1089.

64. Ning T. N. Charge trapping in thermal oxides //J.Appl.Phys. -1976. -V.47. -P.3203.

65. Krautz R. J., Aukerman L. W., Zietlow Т. C. Electron trapping in SiC>2 oxides// IEEE Trans. Nucl. Sci. -1987,- V. 34. P.l 196.

66. Correlating the radiation response of MOS capacitors and transistors / P. S. Wi-nokur, J. R. Schwank, P. J. McWhorter, P. V Dressendorfer, D. C. Turpin // IEEE Trans.Nucl. Sci. 1984. - V.NS-31. - P.1453.

67. Implementing QML for radiation hardness assurance / P. S. Winokur, F. W. Sexton, D. M. Fleetwood, M. D. Terry, M. R. Shaneyfelt, P. V. Dressendorfer, J. R. Schwank//IEEE Trans. Nucl. Sci. 1990. -V. NS-37. - P. 1794.

68. Sax N. S., Ancona M. G., Modolo J. M. Generation of interface states by ionizing irradiation in MOS oxides // IEEE Trans. Nucl. Sci.- 1986. -V.NS-33. P.l 185.

69. Benedetto J. M., Boesch H. E. MOSFET and MOS capacitor responses to ionizing radiation // IEEE Trans. Nucl. Sci.- 1984.-V.NS-31. P.1461.

70. Comparison of MOS capacitor and transistor postirradiation response / P. J. McWhorter, D. M. Fleetwood, R. A. Pastorek, G. T .Zimmerman // IEEE Trans.Nucl. Sci. -1989. V. NS-36. - P. 1792.

71. Physical mechanisms contributing to device 'rebound' / J. R. Schwank, P. S. Winokur, P. J. McWhorter, F. W. Sexton, P. V. Dressendorfer, D. C. Turpin // IEEE Trans. Nucl. Sci. -1984. -V. NS-31. P. 1434.

72. McWhorter P.J., Winokur P.S. Simple technique for separating the effects of interface traps and trapped-oxide charge in MOS transistors // Appl. Phys. Lett. -1986.-V.48.-P.133.

73. Brugler J.S., Jespers P. Charge pumping in MOS devices // IEEE Trans.Electron Devices. 1969. -V.ED-16. - P.297.

74. Reliable approach to charge-pumping measurements in MOS transistors / G. Groeseneken, H. E. Maes, N. Beltran, R. F. DeKeersmaecker // IEEE Trans. Electron Devices. 1984. -V. ED-31. - P.42.

75. Sexton F. W., Schwank J. R. Correlation of Radiation Effects in Transistors and Integrated Circuits // IEEE Trans. Nucl. Sci.- 1985.-V. NS-37. P.3975.

76. Sun S. C., Plummer J. D. Electron mobility in inversion and accumulation layers on thermally oxidized silicon surfaces // IEEE Trans. Electron Dev. -1980.-V. ED-27. -P. 1497.

77. Gaitan M., Russell T. J. Measurement of radiation-induced interface traps using MOSFETS // IEEE Trans. Nucl. Sci.-1984. V. NS-31. - P. 1256.

78. Galloway K. F., Gaitan M., Russell T. J. A simple method for separating interface and oxide charge effects in MOS device characteristics // IEEE Trans. Nucl. Sci. -1984.-V. NS-31.-P. 1497.

79. Fleetwood D.M. Dual-transistor method to determine threshold-voltage shifts due to oxide-trapped charge and interface-traps in MOS devices // Appl. Phys. Lett. -1989.-V. 55.-P.466.

80. Theory and application of dual-transistor charge separation analysis / D. M. Fleetwood, M. R. Shaneyfelt, J. R. Schwank, P. S. Winokur, F. W. Sexton // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1989. - V. NS-36. - P.1816.

81. McLean F. В. Time-dependent degradation of MOSFET channel mobility following pulsed irradiation: IEEE Trans. Nucl. Sci. -1989.-V.NS-36. P. 1772.

82. Ghibadou G., An analitical model of conductance and transconductance for en-hanced-mode MOSFETs // Phys.Stat.Sol. (a) 1986.- V.95. - P.323-335.

83. Гергель В.А., Сурис P.А. Теория поверхностных состояний и проводимости в МДП структурах // ЖЭТФ. 1983.-Т.84. - В.2. - С.719-736.

84. Усейнов Р.Г., Зебрев Г.И. Флуктуационная теория поверхностных состояний в МОП структурах для объемного распределения окисного заряда // ФТП. 1986.-Т.20. - B.l 1. - С.2002-2007.

85. Radiation-induced interface states of poly-Si gate MOS capacitors using low temperature gate oxidation / K. Naruke, M. Yoshida, K. Maeguchi, H. Tango // IEEE Trans. Nucl. Sci. -1983. -V. NS-30. -P.4054.

86. Nicollian E. H„ Brews J. R. The MOS Physics and Technology. N.Y.: Wiley, 1982. -640p.

87. Effects of oxide traps interface traps and border traps on MOS devices / D. M. Fleetwood, P. S. Winokur, R. A. Reber, T. L. Meisenheimer, J. R. Schwank, M. R. Shaneyfelt, L. C. Riewe // J.Appl. Phys.- 1993. -V. 73. P.5058.

88. Lelis A.J., Oldham T.R. Time Dependence of Switching Oxide Traps // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1994.-V. NS-41. - P.1835.

89. Heiman P., Miller H. S. Temperature Dependence of n-type MOS Transistors // IEEE Trans. Electron Dev. 1965. - V. ED-12. - P.142.

90. Useinov R.G., Zebrev G.I. Simple method for determination of interface state density using temperature variation of MOSFET's threshold voltage // Phys. Tekhn. Polupr. 1990. -V.24. - P.752.

91. Lenahan P. M., Dressendorfer P. V. Hole Traps and Trivalent Silicon Centers in MOS Devices // J.Appl. Phys.- 1984. -V. 55. P.3495.

92. Simmons J. G., Wei L.S. Theory of dynamic charge current and capacitance characteristics in MIS systems containing distributed surface traps // Solid-St. Electron. 1973.-V. 16. - P.53.

93. Freitag R. K., Brown D. В., Dozier С. M. Experimental evidence of two species of radiation induced positive charge // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1993. - V. NS-40. -P.1316.

94. Effect of electron traps on reversibility of annealing / V. S. Pershenkov, V. V. Belyakov, S. V. Cherepko, A. Y. Nikiforov, A. V. Sogoyan, V. N. Ulimov, V. V. Emelianov // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1995. - V. NS-42. - P. 1750.

95. Lenahan P.M., Lelis A.J., Oldham T.R. ESR evidence that Ey' centers can behave as switching oxide traps // IEEE Trans. Nucl. Sci 1995. - V. NS-42. -P. 1744.

96. Ridley B.K. Quantum Processes in Semiconductors. Oxford: Clarendon Press, 1982.-417p.

97. Lannoo M., Bourgoin J. Point Defects in Semiconductors. Berlin: Springer-Verlag, 1981.

98. Oldham T.R., Lelis A.J., McLean F.B. Spatial dependence of trapped holes determined from tunneling analysis and measured annealing // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1986. - V. NS-33. - P.1203.

99. An overview of radiation-induced interface traps in MOS structures / T. R. Oldham, F. B. McLean, H. E. Boesh, J. M. McGarrity // Semicond. Sci. Technol. -1989. V. 4.-P.986.

100. Revesz A.G. Chemical and structural aspects of irradiation behavior of Si02 films on silicon // IEEE Trans, on Nucl.Sci. 1977. - V. 24. - P.2102.

101. Latent interface-trap buildup and its implications for hardness assurance / J. R. Schwank, D. M. Fleetwood, M. R. Shaneyfelt, P. S. Winokur, C. L. Axness, L. C. Riewe, // IEEE Trans. Nucl.Sci. 1992. - V. NS-39. - P. 1953.

102. Stahlbush R.E., Cartier E. Interface defect formation in MOSFETs by atomic hydrogen exposure//IEEE Trans. Nucl.Sci. 1994. -V. NS-41. - P.1844.

103. Two-stage process for buildup of radiation induced interface states / P. S. Winokur, H. E. Boesch, J. M. McGarrity, F. B. McLean // J. Appl. Phys. 1979. - V. 50. - P.3492.

104. Field and time-dependent radiation effects at the Si02/Si interface states of hardened MOS capacitors / P. S. Winokur, H. E. Boesch, J. M. McGarrity, F. B. McLean // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1977. - V. NS-24. - P.2113.

105. Conley J. F., Lenahan P. M., Roitman P. ESR Study of E' trapping centers in SIMOX buried oxides // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1991. - V. NS-38. - P.1247.

106. Зебрев Г. И., Беляков В. В. Определение спектра ПС в МОП транзисторах на основе анализа стокзатворных и стокподложечных характеристик // Сборник "Научная сессия МИФИ-99". 1999. -Т.6. -С. 78.

107. McBrayer J. D., Fleetwood D. М., Pastorek R. A. Correlation of hot -carrier and radiation effects in MOS transistors // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1985. - V. NS-32. - P.3935.

108. Fleetwood D. M. Radiation-induced charge neutralization and interface trap buildup in MOS devices // J.Appl.Phys. 1990. - V. 67. - P.580.

109. Pershenkov V. S., Belyakov V. V., Shalnov A. V. Fast switched-bias annealing of radiation-induced oxide-trapped charge and its application for testing of radiation effects in MOS structures // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1994. - V. NS-41. - P. 2593.

110. The use of conversion model for CMOS 1С prediction in space environments /1. N. Shvetzov-Shilovsky, V. S. Pershenkov, V. V. Belyakov, A. I. Chumakov, V. V. Emelianov, G. I. Zebrev // IEEE Trans. 1996. - V. NS-43. - P.3182.

111. Scarpulla J., Amram A.L. Gate size dependence of the radiation-produced changes in threshold voltage, mobility, and interface state density in bulk CMOS // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1992. - V. NS-39. - P. 1990.

112. Effects of device scaling and geometry on MOS radiation hardness assurance / M. R. Shaneyfelt, D. M. Fleetwood, P.S. Winokur, J. R. Schwank, T. L. Meisen-heimer//IEEE Trans. Nucl. Sci. 1993. - V. NS-40. - P. 1678.

113. Hu C„ Tam S.T. Hot-electron-induced MOSFET degradation model, monitor, and improvement // IEEE Trans. Electron Dev. 1985. - V. ED-32. - P.375.

114. Doyle B.S., Bourcery M. High-field electron and hole injection in MOSFET's oxides // IEEE Electron Dev.Lett. 1997. - V.18. - P.51.

115. Wang S., Sung J. Hot-electron ionization in the Si02 films // Appl. Phys. Lett. -1988,-V. 52.-P.1432.

116. Low voltage hot electron degradation in deep submicron MOSFETs / J. E. Chung, M. Jeng, J. Moon, P. К. Ко, С. Ни // IEEE Trans. Electron. Dev. 1990. - V. ED-37. - P.1651.

117. Gerardi G.J., Pointdexter E.H. Hydrogen species behavior in silicon oxides // J. Electrochem. Soc. 1991. - V. 138. - P. 3765.

118. Cartier E. Characterization of the hot-electron-induced degradation in thin SiC>2 gate oxides // Microelectron. Reliab. 1998. - V. 38. - P.201.

119. Wolff P.A. Theory of electron multiplcation in silicon and germanium // Phys.Rev. 1954. - V. 95. - P. 1415.

120. Kamata Т., Tanabashi K. Monitoring of substrate current induced by hot carriers// Jpn. J. Appl. Phys. 1976. - V.15. - P. 1127.

121. Vuillaume D., Bravaix A., Goguenheim D. A coupled I-V and charge-pumping analysis of stress induced leakage currents in 5 nm thick gate oxides// Microelectron. Reliab. 1998. - V. 38. - P.7.

122. Hot-carrier injection suppression due to the nitride-oxide LDD spacer structure / T. Mizuno, S. Sawada, Y. Saitoh; T. Tanaka // IEEE Trans. Electron Dev. -1991. V. ED-38. - P. 584.

123. Correlation between channel hot-electron degradation and radiation-induced interface trapping in MOS devices / L. J. Palkuti, R. D. Ormond, С. Ни, J. Chung // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1989. - V. NS-36. - P. 2140.

124. Проявление в спектре мелких пограничных состояний эффектов перколя-ционной проводимости короткоканальных полевых транзисторов / Б. А. Аронзон, Д. А. Бакаушин, А. С. Веденеев, В. В. Рыльков, В. Е. Сизов // ФТП. 1997. -Т. 31. - С.1461.

125. Зебрев Г. И., Ломакин С. С. // Влияние горячих носителей и ионизирующей радиации на спектр поверхностных состояний в МОП транзисторах // Приборы и техника эксперимента. -2000. Т. 43. - С.92.

126. Vandamme L. К. J., .Li X. Change in D.C. and 1/f noise characteristics of n-submicron MOSFETS due to hot-carrier degradation // Microelectron. Reliab. -1998. V.38.-P.29.1. Vivecol