高可靠抗辐射CMOS复合栅工艺

作者：陈晓宇; 葛洪磊; 赵桂茹; 孙有民; 薛智民

来源：半导体技术, 2020, 45(08): 645-651.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2020.08.012

• CMOS
• 复合栅
• 高温氧化(HTO)/SiO2
• 总剂量效应
• 栅氧化层失效

针对CMOS器件栅氧化层的早期失效问题,研究了化学气相沉积(CVD)氧化层/热氧化层的双层复合栅结构。对高温氧化(HTO)层、等离子体增强正硅酸乙酯(PETEOS)和低压正硅酸乙酯(LPTEOS)三种CVD氧化层进行了对比,从中优选HTO层作为复合栅的CVD氧化层,制备了一款专用集成电路(ASIC),并使用60Co源γ射线对其进行3×103 Gy(Si)总剂量辐照试验。结果表明,HTO/SiO2复合栅能够满足电路的阈值电压、功耗、延时等参数要求,并具有较好的抗总剂量辐射性能。由于SiO2层和HTO层中缺陷线的错位排列,避免了复合栅从HTO上表面到SiO2下表面的漏电通路,明显减少了电路与栅氧化层相关的早期失效。HTO/SiO2复合栅结构对于小尺寸(亚微米)CMOS和特种工艺器件的栅氧化层可靠性和抗辐射性能的提升具有一定的借鉴价值。

• 单位
  西安微电子技术研究所