LAN8710A

     在MOS器件及IC中，柵極下面存在一薄層Si0。，即通稱的柵氧（化層）。柵氧的漏電與柵氧質(zhì)量關(guān)系極大，漏電增加到一定程度即可構(gòu)成擊穿，導(dǎo)致器件失效。當(dāng)前由于VLSI技術(shù)的進步，一方面器件尺寸在不斷縮小，要求柵氧厚度不斷減薄，但電源電壓并不能隨之按比例減小，柵介質(zhì)所承受的電場強度在不斷增加。例如，原來64k位DRAM，柵氧厚度40nm，電源電壓為5V，柵氧場強為1.25MV／cm。1M位DRAM柵氧厚lOnm，內(nèi)部電壓降至2.5V，場強為2.5MV／cm。目前64M位DRAM，柵氧厚度僅為7nm，電壓降為3.3V，與時間有關(guān)的介質(zhì)擊穿(Time Dependent Dielectric Breakdown，TDDB)是指施加的電 場低于柵氧的本征擊穿場強，并未引起本征擊穿，但經(jīng)歷～定時間后仍發(fā)生了擊穿。這是 由于在施加電應(yīng)力的過程中，氧化層內(nèi)產(chǎn)生并積聚了缺陷的緣故。

   柵氧的瞬時擊穿可通過篩選、老化等方法剔除，所以TDDB是本節(jié)討論的中心。 在氧化層較厚時，柵極材料采用鋁。這時柵氧擊穿有兩種形式。由于鋁的熔點低，且 層很薄，柵氧某處擊穿時，生成的熱量將擊穿處鋁層蒸發(fā)掉，使有缺陷的擊穿處與其他完 好的Si02層隔離開來，這叫自愈式擊穿。

   電壓一加上去，電場強度達到或超過該介質(zhì)材料所能承受的臨界場強，介質(zhì)中流過的電流很大而立即擊穿，這叫本征擊穿。實際柵氧化層中，某些局部位置厚度較薄，電場增強；也可存在空洞（針孔或盲孔）、裂紋、雜質(zhì)、纖維絲等疵點，它引起氣體放電、電熱分解等情況而產(chǎn)生介質(zhì)漏電甚至擊穿，由于這些缺陷引起的介質(zhì)擊穿叫非本征擊穿。