环栅CMOS／SOI的X射线总剂量辐射效应研究

第２７卷　第３期　２００７年８月　固体电子学研究与进展　ＲＥＳＥＡＲＣＨ＆ＰＲＯＧＲＥＳＳ　ＯＦ　ＳＳＥ　Ｖｏ１．２７。Ｎｏ．３　Ａｕｇ．，２００７　环栅ＣＭｏＳ／ＳｏＩ的Ｘ射线总剂量辐射效应研究　贺　威　张恩霞　钱　聪　张正选　（　中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海，２０００５０）　（　中国科学院研究生院，北京，１０００３９）　２００５—０９—２９收稿，２００５一ｌ１－２４收改稿　摘要：采用硅离子注入工艺对注氧隔离（ｓＩＭＯｘ）绝缘体上硅（ｓＯＩ）材料作出改性，分别在改性材料和标准　ＳＩＭＯｘ　ＳＯＩ材料上制作部分耗尽环型栅ＣＭＯＳ／ＳＯＩ器件，并采用１０ｋｅＶ　ｘ射线对其进行了总剂量辐照试验。实　验表明，同样的辐射总剂量条件下，采用改性材料制作的器件与标准ＳＩＭＯＸ材料制作的器件相比，阈值电压漂移　小得多，亚阈漏电也得到明显改善，说明改性ＳＩＭＯｘ　ＳＯＩ材料具有优越的抗总剂量辐射能力。　关键词：注氧隔离；绝缘体上硅；总剂量辐射效应　中图分类号：ＴＮ３８６；ＴＮ４０５　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—３８１９（２００７）０３—３１４－０３　Ｘ．．ｒａｙ　Ｔｏｔａｌ　Ｄｏｓｅ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ＣＭＯＳ／ＳＯ１　ｗｉｔｈ　Ｅｎｃｌｏｓｅ－ｇａｔｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ＨＥ　Ｗｅｉ　，　ＺＨＡＮＧ　Ｅｎｘｉａ　・　ＱＩＡＮ　Ｃｏｎｇ　，　ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｅｎｇｘｕａｎ　（　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，　Ｓｈａｎｇｈａｉ，２０００５０，ＣＨＮ）　（　Ｔｈｅ　Ｇｒａｄｕａｔｅ　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００３９，ＣＨＮ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｌｉｃｏｎ　ｉｏｎ　ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ＳＩＭＯＸ　ＳＯＩ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ．Ｐａｒｔｉａｌｌｙ—ｄｅ—　ｐｌｅｔｅｄ　ＣＭＯｓ／ｓＯＩ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ｗｉｔｈ　ｅｎｃｌｏｓｅ—ｇａｔｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｗｅｒｅ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｏｎ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ＳＩＭＯＸ　ｓｕｂ—　ｓｔｒａｔｅ　ａｎｄ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ＳＩＭＯＸ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ．１０　ｋｅＶ　Ｘ—ｒａｙ　ｔｅｓｔ　ｗａｓ　ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｄｅｍｏｎ—　ｓｔｒａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ＣＭＯｓ／ｓＯＩ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ｈａｖｅ　ｌｅｓｓ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｈｉｆｔｓ　ａｎｄ　ｈａｖｅ　ｓｍａｌｌｅｒ　ｌｅａｋａｇｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｏｔａｌ　ｄｏｓｅ　ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　ａｓ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ＣＭＯＳ／ＳＯＩ　ｄｅｖｉｃｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＳＩＭＯＸ；ＳＯ１；ｔｏｔａｌ　ｄｏｓｅ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ＥＥＡＣＣ：２５６ＯＲ；７４２０；０１７ＯＮ　平，未经加固的ＳＯＩ器件的抗总剂量辐照能力较　１　引　言　弱，因此如何提高ＳＯＩ器件的抗总剂量辐照水平成　为目前研究的焦点。经过研究人员的努力，出现了多　与体硅技术相比，ＳＯＩ技术在抗单粒子效应、抗　瞬态辐照和抗中子辐照等方面具有独特的优势，因　种抗辐照加固工艺，如Ｌｅｒａｙ等人提出的低温工艺　提高了ＳＯＩ器件抗总剂量辐照性能＿１］，Ｌｏ　Ｇ　Ｑ等人　研究并提出氮氧化硅栅介质以替代常规ＳｉＯ　栅介　质　］，Ｍａｏ　Ｂ　Ｙ则采用降低ＢＯＸ氧注入剂量并同　此ＳＯＩ器件和电路在航天、航空、核能利用等领域　有着广泛的应用。但是由于ＳＯＩ器件中隐埋氧化层　（ＢＯＸ）的存在，影响了ＳＯＩ器件的抗总剂量辐照水　时进行氮注入的方法［３］，另外，还有人采用环形栅结　－联系作者：Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｉｌｌｈｅ＠ｍａｉｌ．ｓｉｍ．ａｃ．ｃｎ　维普资讯 http://www.cqvip.com ３期　贺　威等：环栅ＣＭＯＳ／ＳＯＩ的ｘ射线总剂量辐射效应研究　构　等。为了解决ＳＩＭＯＸ材料抗总剂量辐射能力问　题，文中采用硅离子注入工艺对ＳＩＭＯＸ　ＳＯＩ材料进　行改性。分别在改性的ＳＩＭＯＸ　ＳＯＩ圆片和标准　ＳＩＭＯｘ作ｓＯＩ圆片上制了部分耗尽环栅ＣＭＯｓ／　ＳＯ１器件，并对其进行ｘ—ｒａｙ总剂量辐照试验以验证　改性ＳＩＭＯＸ　ＳＯＩ材料的抗总剂量辐照性能。　实　验　２．１器件结构和加固措施　试验使用的ＳＩＭＯＸ　ＳＯＩ圆片是两片完全相同　的标准ＳＩＭＯｘ圆片，其顶层硅厚度为２００　ｎｍ，埋　氧（ＢＯＸ）的厚度为３７５　ｎｍ。采用硅离子注入的方　法，对其中一片进行了改性，另一片没有作任何改　性，作为对比样品。　ＣＭＯＳ／ＳＯＩ器件在这两个圆片上按同样工艺　流片制成。为消除边缘寄生晶体管的影响，采用了具　有体接触的环栅（Ｅｎｃｌｏｓｅｄ　ｇａｔｅ）结构，栅氧厚度为　４１　ｎｍ，沟道长度为３　ｍ，如图１所示。该结构是漏　极被栅完全包围的ＣＭＯＳ器件结构，这是一种无边　缘的器件结构，可以完全避开场区，能够消除器件场　区边缘辐射寄生漏电，并且不影响器件亚阈值区的特　性，该结构的器件比较适合考察材料的特性。这种环　栅结构本身可以提高ＭＯＳ管的抗总剂量辐射能力，　缺点是增大了晶体管的面积，降低了版图的集成度。　图１　ＣＭＯＳ／ＳＯＩ反相器的版图、电路图　Ｆｉｇ．１　Ｌａｙｏｕｔ　ａｎｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　ＣＭＯＳ／ＳＯＩ　ｉｎｖｅｒｔｅｒ　２．２辐照测试　辐照实验使用的是信息产业部电子五所的　ＡＲＡＣ０Ｒ４ｌＯ０自动半导体辐照系统的１０ｋｅＶ　Ｘ射　线发生器，选取的剂量范围为１００　ｋ～１．５　Ｍｒａｄ　（ｓｉ），剂量率是１５　ｋｒａｄ（Ｓｉ）／ｍｉｎ。试验中分别测试　了在ＯＮ偏置情况下的环栅ＮＭＯＳ和环栅ＰＭＯＳ　管辐照前后的，Ｄｓ—　ｃｓ曲线，以及测量了辐照前后　ＣＭＯＳ反相器的　仆厂　ｏｕ—ｒ曲线，辐照偏压状态为反　相器的工作状态偏置，其中　。。和　加５　Ｖ，衬底和　。　浮空，ＧＮＤ接地。采用半导体参数测试仪　ＨＰ４１５５Ａ进行测试，辐照后的测试是在辐照完成后　一小时内进行，以尽量减少辐照后的退火效应。　３结果和讨论　图２（ａ）为改性的环栅ＮＭＯｓ／ｓＯＩ辐照前后的　。　一　。。曲线。电离辐照引起Ｍｏｓ器件的最主要性　能退化是由辐照感生的Ｓｉ／ＳｉＯ　界面态和栅氧化层　中的氧化物电荷所引起阈值电压漂移，辐照在氧化　层中产生陷阱空穴，在Ｓｉ／ＳｉＯ　界面产生界面态，对　ＰＭＯＳ，界面态呈正电性，会导致阈值向负漂移；对　ＮＭＯＳ，界面态呈负电性，会导致阈值正向漂移　］。　从图２（ａ）可以看出，ＮＭＯＳ的　璐一ｍ　ｍ　ｍ　ｍ　ｌ。ｌ。　。ｓ曲线斜率发生　　旷　１　、　Ｆ；　一１００－　｝：｝　・　　・　－ｈ。ｐ如ｔ　ｔ　。　ｔ　ｉ。　　１０－，｝　　．　ｎ　３Ｍ…Ｍｒｒａｄａ『（ｔＳａ｛ｓｉ　．．　：意　ｉ　维普资讯 http://www.cqvip.com 固体电子学研究与进展　明显变化，表明有少量界面态产生，但是氧化层中产　样剂量的辐照下，（ａ）图中阈值电压漂移量明显小于　生的陷阱电荷比较多，使得总的阈值电压（　）还是　向负漂移。将图中的（ａ）和（ｂ）进行比较，在同样剂量　的辐照下，（ａ）图中阈值电压漂移量明显小于（ｂ）图　中曲线的漂移量。　由于环形栅结构器件是无边缘器件，消除了场　（ｂ）图中曲线的漂移量，说明（ａ）样品抵抗辐照的能　力优于（ｂ）样品。纵向比较图２（ｂ）和图３（ｂ），同样是　未作任何改性的标准样品，在同样总剂量的辐照下，　ＮＭＯＳ已经失效，而ＰＭＯＳ虽然阈值电压负漂，但　仍然可以工作，说明在辐照环境下，ＰＭＯＳ的抗辐　照性能明显地优于ＮＭＯＳ。　区边缘辐射寄生漏电，因此测得的亚阈电流主要来　源于器件的背沟道。辐照后（ｂ）样品亚阈漏电流突　图４给出了反相器　ｏｕ　—　曲线随辐照剂量的　然增加，在辐照剂量达到０．５　Ｍｒａｄ（Ｓｉ）的时候，就　已经失效。而辐照后（ａ）样品器件亚阈值区域的漏电　基本没有增加，说明辐照后（ａ）样品的场区漏电和背　沟漏电很小，没有对正栅沟道产生明显的影响。通过　比较，说明（ａ）样品抵抗辐照的能力优于（ｂ）样品，具　有较高的抗总剂量辐射的水平。　图３（ａ）是ＰＭＯＳ辐照前后　ＤＳ—　。ｓ曲线，可以　看出曲线的斜率变化不大，说明辐照并没有在ｓｉ／　ＳｉＯ　界面产生很明显的界面态，阈值电压的漂移主　要是氧化层中的陷阱空穴引起的。辐照前后ＰＭＯＳ　的阈值电压（　）都沿栅电压坐标轴负向漂移，在同　《　＼　。／Ｖ　（ａ）　《　＼　／Ｖ　（ｂ）　图３不同辐射总剂量下环栅器件（ＰＭＯＳ）的／ＤＳ－Ｖｃｓ曲　线：（ａ）改性ＳＩＭＯｘ材料制作的器件；（ｂ）标准　ＳＩＭＯＸ材料制作的器件　Ｆｉｇ．３　Ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｐｒｅ—ａｎｄ　ｐｏｓｔ—ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｉ－Ｖ　ｃｕｒｖｅｓ　ｆｏｒ　ｔｏｐ—ｇａｔｅ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ　ｗｉｔｈ　ｐ－ｃｈａｎｎｅｌ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｏｔｈ　ｏｎ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ（ａ）ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓａｍｐｌｅ（ｂ）．　Ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ　ｗｅｒｅ　ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｏｎ—ｓｔａｔｅ　变化关系，从图中可以更加直观地反映出ＣＭＯＳ作　为反相器的的性能在辐照前后的变化。可以看出，辐　照前后（ａ）、（ｂ）样品的转换电平都向负轴漂移，但是　在同样总剂量的辐照下，（ａ）样品的漂移要远小于　（ｂ）样品。当辐照剂量达到１　Ｍｒａｄ（Ｓｉ）时，（ａ）样品的　转换电平漂移为１．Ｏ４　Ｖ，还可以实现反相器功能，而　（ｂ）样品的反相器已经失效，无法完成电学测量。　４　＞　导　２　０　０　２　４　／Ｖ　（ａ）　４　＞　导　２　０　４　－２　０　２　／Ｖ　（ｂ）　图４　不同辐射总剂量下环栅器件（ＣＭＯＳ）的Ｖｏｕｔ—Ｖ　曲线：（ａ）改性ＳＩＭＯｘ材料制作的器件；（ｂ）标准　ＳＩＭＯｘ材料制作的器件　Ｆｉｇ．４　Ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｐｒｅ—ａｎｄ　ｐｏｓｔ—ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　ＶＯＵＴ—Ｖ，Ｎ　ｃｕｒｖｅｓ　ＣＭ０Ｓ／ＳＯｌ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｏｔｈ　ｏｎ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ（ａ）ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓａｍｐｌｅ（ｂ）．Ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ　ｗｅｒｅ　ｉｒｒａｄｉ—　ａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｗｏｒｋｉｎｇ—ｓｔａｔｅ　（下转第３３４页）　维普资讯 http://www.cqvip.com ３３４　ｔａ　Ｍｉｔｓｕｔｏｓｈｉ，　Ｅ３］　Ａｋｉ固体　电子学研究　与进展　２７卷　Ｋｉｓｈｉｍｏｔｏ　Ｓｈｉｇｅｒｕ，　Ｍｉｚｕｔａｎｉ　［８３　Ｌｉｋｕｎ　Ｓｈｅｎ．Ａｄｖａｎｃｅｄ　ｐ。ｌａｒｉｚａｔｉ。ｎ—ｂａｓｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｔａｋａｓｈｉ．Ｈｉｇｈ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　Ａ１ＧａＮ／　Ａ１ＧａＮ／ＧａＮ　ＨＥＭＴｓ［Ｄ］．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，　Ｓａｎｔａ　Ｂａｒｂａｒａ，２００４．　ＯａＮ　ＨＥＭＴｓ　ａｔ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ　ＥＪ　３．ＩＥＥＥ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００１；ＥＤ一２２（８）：３７６—３７７．　１　Ｎ，Ｈｕｅｓｃｈｅｎ　Ｍ　Ｒ，Ｆｉｓｃｈｅｒ—Ｃｏｌｂｒｉｅ　Ａ．Ｐｌｕｓｅ—　Ｅ４］　Ｍ０ｌ任春江（ＲＥＮ　Ｃｈｕｎｊｉａｎｇ）　男，１９７９年　ｄｏｐｅｄ　ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ　ｐｓｅｕｄｏｍｏｒｐｈｉｃ　ＭＯＤＦＥＴ’ｓ　生，２００２年毕业于浙江大学信息与电子　工程学系微电子学专业，获工学学士学　位　２００５年毕业于南京电子器件研究所　微电子学与固体电子学专业，获硕士学　［Ｊ３．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ，ｌ　９８８，３５　（７）：８７９－８８６．　　Ｔ．Ａｒａｉ　Ｋ，Ｉｓｈｉｉ　Ｙ．Ｄｅｌａｙ　ｔｉｍｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　０．４一　Ｅ５］　Ｅｎｏｋｉｔｏ　５－　ｍ—ｇａｔｅ　ＩｎＡ１Ａｓ—ＩｎＧａＡｓ　ＨＥＭＴ’ｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　位，现在南京电子器件研究所从事ＧａＮ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｅ）ｅｖｉｃｅ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｌ９９０，ｌｌ（１１）：５０２—５０４．　器件研究。　Ｅ６］　Ｆａｒａｈｍａｎｄ　Ｍ，Ｇａｒｅｔｔｏ　Ｃ，Ｂｅｌｌｏｔｔｉ　Ｅ，ｅｔ　ａ１．Ｍｏｎｔｅ　Ｃａｒｌｏ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｔｒａｓｐｏｒｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＩＩＩ—ｎｉｔｒｉｄｅ　陈堂胜（ＣＨＥＮ　Ｔａｎｇｓｈｅｎｇ），男，１９８６年　ｗｕｒｔｚｉｔｅ　ｐｈａｓｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｓｙｓｔｅｍ：ｂｉｎａｒｉｅｓ　ａｎｄ　ｔｅｒｎａｒｉｅｓ　毕业于西安交通大学电子工程系，获学士　［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ，２００１；４　８　学位，１９８９年４月获西安交通大学半导体　（３）：５３５—５４１．　物理与器件专业硕士学位，现为南京电子　［７］　Ｄｅｂｄｅｅｐ　Ｊｅｎａ．Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｐｏｐｕｌａ—　器件研究所研究员级高工，主要从事　ｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ＩＩＩ—Ｖ　ｎｉｔｒｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，　ＧａＡｓ微波功率场效应晶体管和ＧａＡｓ微　ｇｒｏｗｔｈ，ａｎｄ　ｄｅｖｉｃｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｄ］．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　波单片电路、ＧａＮ器件和单片电路的研　Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，Ｓａｎｔａ　Ｂａｒｂａｒａ，２００３．　制和开发工作。　（上接第３１６页）　ｈａｒｄｅｎｉｎｇ　ａｔ　１００　Ｍｒａｄ（ＳｉＯ２）［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　对ＳＯＩ材料的ＢＯＸ进行硅离子注入被证实是　Ｎｕｃｌ　Ｓｃｉ，１９９０，３７（６）：２　Ｏ１３—２　０１９．　Ｓ０Ｉ器件总剂量加固的有效途径。一种可能的机　［２３　Ｌｏ　Ｇ　Ｑ，Ｊｏｓｈｉ　Ａ　Ｂ，Ｋｗｏｎｇ　Ｄ　Ｌ．Ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｈａｒｄｎｅｓｓ　ｏｆ　ＭＯＳＦＥＴ　ｓ　ｗｉｔｈ　Ｎ２Ｏ—ｎｉｔｒｉｄｅｄ　ｇａｔｅ　ｏｘｉｄｅ［Ｊ］．　理［６　是硅离子注入在埋氧中产生了具有大俘获截面　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ，１　９９３，４０（８）：１　５６５—　积的电子陷阱，能补偿辐照诱导的Ｂ０ｘ中的正电荷　１　５６７．　积累，从而减／ｂＳＯＩ器件的背栅阈值电压漂移。电子　［３３　Ｍａｏ　Ｂ　Ｙ，Ｃｈｅｎ　Ｃ　Ｅ，Ｐｏｌｌａｃｋ　Ｇ．Ｔｏｔａｌ　ｄｏｓｅ　ｈａｒｄｅｎｉｎｇ　陷阱的产生是由ＳｉＯ　基体中形成的Ｓｉ纳米晶（团　ｏｆ　ｂｕｒｉｅｄ　ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　ｉｎ　ｉｍｐｌａｎｔｅｄ　ｓｉｌｉｃｏｎ—ｏｎ—ｉｎｓｕｌａｔｏｒ　簇）引起的　］。硅纳米团簇既可以俘获电子成为负电　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｊ３．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｎｕｃｌ　Ｓｃｉ，１９８７，ＮＳ一３４　（６）：１　６９２—１　６９７．　性的，又能够光电发射出电子变成正电性。硅离子注　［４３　Ｌｉｕ　Ｓ　Ｔ，Ｊｅｎｋｉｎｓ　Ｗ　Ｃ，Ｈｕｇｈｅｓ　Ｈ　Ｌ．Ｔｏｔａｌ　ｄｏｓｅ　ｒａｄｉ—　入后在氧化物中的过剩硅形成了能俘获电子，且不　ａｔｉｏｎ　ｈａｒｄ　０．３５“ｍ　Ｓ０Ｉ　ＣＭＯＳ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　增加空穴陷阱密度的缺陷。　Ｔｒａｎｓ　０ｎ　Ｎｕｃｌ　Ｓｃｉ，１９９８，４５（６）：２　４４２—２　４４９．　［５］　Ｆｌｅｅｔｗｏｏｄ　Ｄ　Ｍ，Ｔｓａｏ　Ｓ　Ｓ，Ｗｉｎｏｋｕｒ　Ｐ　Ｓ．Ｔｏａｌ　ｄｏｓｅ　ｈａｒｄｎｅｓｓ　ａｓｓｕｒａｎｃｅ　ｉｓｓｕｅｓ　ｆｏｒ　ＳＯＩ　ＭＯＳＦＥＴｓ［Ｊ］．　４　结　论　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｎｕｃｌ　Ｓｃｉ，１９８８，３５（６）：１　３６１—１　３６７．　［６３　Ｍｒｓｔｉｋ　Ｂ　Ｊ，Ｈｕｇｈｅｓ　Ｈ　Ｌ．Ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｎａｎｏｃｌｕｓｔｅｒｓ　ｉｎ　采用相同的工艺，在改性的ＳＩＭＯＸ　ＳＯＩ圆片和　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｈｏｌｅ　ｔｒａｐｐｉｎｇ　ｉｎ　ｉｏｎ　ｉｍｐｌａｎｔｅｄ　ｏｘｉｄｅｓ［Ｊ］．　标准ＳＩＭＯＸ　ＳＯＩ圆片上制作了环栅结构的ＣＭＯＳ／　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｎｕｃｌ　Ｓｃｉ，２００３，５０（６）：１　９４７—１　９５３．　［７］　Ｎｉｃｋｌａｗ　Ｃ　Ｊ，Ｐａｇｅｙ　Ｍ　Ｐ，Ｐａｎｔｅｌｉｄｅｓ　Ｓ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．Ｄｅ—　ＳＯＩ器件，通过Ｘ—ｒａｙ射线总剂量辐射试验表明，采　ｆｅｃｔｓ　ａｎｄ　ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ　ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｂｙ　Ｓｉ　ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ　ｉｎ—　用硅离子注入的方法对ＳＩＭＯＸ材料作出改性后，　ｔｏ　ａ－ＳｉＯ　２［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　ｏｎ　Ｎｕｃｌ　Ｓｃｉ，２０００，４７（６）：　能够减小辐照前后ＣＭＯＳ／ＳＯＩ的阈值电压漂移，改　２　２６９—２　２７５．　善ＣＭＯｓ／ｓｏＩ的漏电性能。在同样的辐射总剂量　贺威（ＨＥ　Ｗｅｉ）男，１９８１年生，中国科　下，采用改性材料制作的器件的阈值电压漂移与标　学院上海微系统与信息技术研究所微电　准的ＳＩＭＯＸ材料制作的器件相比要小的多，具有　子与固体电子学专业硕士研究生，主要研　优越的抗总剂量辐射能力。　究方向为ＳＯＩ　ＣＭＯＳ集成电路设计　参　考　文　献　［１］Ｌｅｒａｙ　Ｊ　Ｌ，Ｄｕｐｏｎｔ—Ｎｉｖｅｔ　Ｅ，Ｐｅｒｅ　Ｊ　Ｌ．ＣＭＯＳ／ＳＯＩ