柵氧化層的失效機(jī)理日前有種模型:電化學(xué)模型(elect⒑chemicaI model)或Emodd;陽(yáng)極簾穴注入模型(an。de holc injcction modd)或l/Em。dd;陷阱產(chǎn)生模型(1rap(or dcfect)genera1i()n model)或Vg m。dclc電化學(xué)模型認(rèn)為,氧化層中、氧空位(弱si Si鍵)相聯(lián)系的偶極子L9外加電場(chǎng)E相可作用,導(dǎo)致偶極子斷裂,在氧化層屮產(chǎn)隹缺陷。 UDA1361TS/N1隨著缺陷的累積,柵氧化層最后被擊穿模型的表達(dá)式如下,r5o為平均擊穿時(shí)問(wèn);A為比例常數(shù);γ為電場(chǎng)加速參數(shù)(field accelerationparamctcr);ε為加在柵氧化層上的電場(chǎng)強(qiáng)度;為熱激活能;慮為波爾茲曼常數(shù);T為絕對(duì)溫度。ui以L表達(dá)式可以看到,平均擊穿時(shí)問(wèn)的對(duì)數(shù)和柵氧化層⒈的外加電爪呈線性關(guān)系,這也就是這個(gè)熱化學(xué)模型被稱為E模型的原因.

   陽(yáng)極空穴注人模型認(rèn)為,在外加電場(chǎng)下,注人電f在陽(yáng)極界面的硅屮通過(guò)砘撞電離產(chǎn)生電f空穴對(duì)氵其中一些高能量空穴叉注入氧化層的價(jià)帶,在電場(chǎng)的作用下,這典簾穴遷移回陰極界面,從|盯導(dǎo)致氧化層的退化,并最后擊穿。

   其中,50為平均擊穿時(shí)問(wèn);Λ為比例常數(shù);G為比例常數(shù);E為加在柵氧化層ll的電場(chǎng)強(qiáng)度;為熱激活能;(為波爾茲曼常數(shù);r為絕對(duì)溫度。由以⒈表達(dá)式"r以看到,平均擊穿時(shí)悶的對(duì)數(shù)氧化層的外加電場(chǎng)E的倒數(shù)成線性關(guān)系・這也就是這個(gè)空穴山穿模刷被稱為模型的原lkl。陷阱產(chǎn)t模型是近幾年逐步建立的、該模型認(rèn)為.缺陷的產(chǎn)忄正比丁穿過(guò)柵氧化層的電子的影響,從而測(cè)量到的缺陷產(chǎn)生率是加在柵氧化層⒈電斥的指數(shù)函數(shù)c當(dāng)氧化層足夠薄時(shí).缺陷的產(chǎn)△率和氧化層的厚度無(wú)關(guān)。但導(dǎo)致氧化層擊穿的臨界缺陷密度強(qiáng)烈依賴干氧化層的厚度.