LAN8710A-EZK

   過去認(rèn)為柵氧的TDDB主要足Na+等沾污引起的，經(jīng)過不斷努力，采用各種有效防止Na+沾污的措施，現(xiàn)已做到基本上無(wú)N ai-沾污（MOS電容經(jīng)溫度一偏壓的B-T處理后，可動(dòng)電荷在1×1010個(gè)lcn12以下，處理前后C-V曲線已無(wú)移動(dòng)），以及采用二步（三步）HC1氧化法，使Si-Si0：界面處，從微觀上平整無(wú)凹凸接觸，以減少界面處場(chǎng)強(qiáng)。這種柵氧的擊穿場(chǎng)強(qiáng)基本上在lOMV／cm以上，但仍發(fā)生TDDB，所以柵氧的TDDB是VI)SI中的一個(gè)重要的可靠性問題。

  在一定電場(chǎng)作用下，Si0。產(chǎn)生F-N隧穿電流，電子從陰極注入氧化層中，注入電子在明極附近可產(chǎn)生新的陷阱或被陷阱所俘獲，局部電荷的積累，使其與陽(yáng)極間某些局部地區(qū) 電場(chǎng)增強(qiáng)。由于Si0。中場(chǎng)強(qiáng)分布不是線性的，只要達(dá)到該處S102介質(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)就發(fā)生 局部介質(zhì)擊穿，進(jìn)而擴(kuò)展到整個(gè)Si0。層，這是電子負(fù)電荷積累模型。

   氧化層的擊穿機(jī)理（過程），目前認(rèn)為可分為兩個(gè)階段。第一階段是建立（磨損）階段，在電應(yīng)力作用下，氧化層內(nèi)部及Si-Si0。界面處發(fā)生缺陷（陷阱、電荷）的積累，積累的缺陷（陷阱、電荷）達(dá)到某一程度后，使局部區(qū)域的電場(chǎng)（或缺陷數(shù)）達(dá)到某一臨界值，轉(zhuǎn)入第二階段，在熱、電正反饋?zhàn)饔孟�，迅速使氧化層擊穿。柵氧壽命由第一階段中的建立時(shí)間所決定。

   另一種看法認(rèn)為：注入電子在Si0。中被俘獲，或發(fā)生碰撞電離，產(chǎn)生電子一空穴對(duì)， 也可能產(chǎn)生新的陷阱；空穴在向陰極漂移過程中被氧化層陷阱獲，產(chǎn)生帶正電的空穴積累。另外，電子注入在界面處使Si-0、Si-H鍵斷裂產(chǎn)生正電荷的因正電荷的 積累，增強(qiáng)了陰極附近某處的電場(chǎng)，它使隧穿電子流增大，導(dǎo)致空穴進(jìn)一步積累。這樣正 電荷的積累和隧穿電子流的增加形成一個(gè)正反饋，最終引起Sioz的擊穿，這就是正電荷積 累模型。

   對(duì)電應(yīng)力下氧化層中及界面處產(chǎn)生的缺陷，一般多認(rèn)為是電荷引起的，對(duì)電荷的性質(zhì)，有兩種看法。

   第一種看法認(rèn)為：Si0：的導(dǎo)電機(jī)理是電子從陰極注入，注入電子以F-N( FowlerNordheim)隧穿電流出現(xiàn)，而不是空穴從陽(yáng)極注入，因?yàn)榕c空穴有關(guān)的勢(shì)壘高度和有效質(zhì)量都較大。