Influencia de la dopaje masivo y halos en la respuesta TID de los I/O y núcleo 150 nm nMOSFETs
Autores: Bonaldo, Stefano; Mattiazzo, Serena; Bagatin, Marta; Paccagnella, Alessandro; Margutti, Giovanni; Gerardin, Simone
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Influencia de la dopaje masivo y halos en la respuesta TID de los I/O y núcleo 150 nm nMOSFETs
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sensibilidad a la dosis ionizante
Tecnología CMOS
Sensibilidad a TID
Dimensiones del canal
Perfiles de dopaje
Desplazamientos de voltaje umbral
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La sensibilidad total a la dosis ionizante de la tecnología CMOS planar de 150 nm se evalúa midiendo las respuestas en corriente continua de los nMOSFETs en varios pasos de irradiación de hasta 125 krad(SiO). Diferentes sensibilidades a la dosis ionizante se miden para transistores construidos con diferentes dimensiones de canal y voltajes de operación (E/S y núcleo). Los resultados experimentales evidencian relaciones fuertes entre la sensibilidad a la dosis ionizante y los perfiles de dopaje en el canal. Los transistores E/S tienen la mayor sensibilidad a la dosis ionizante debido a su óxido de compuerta más grueso y un dopaje de masa más bajo en comparación con los dispositivos del núcleo. En general, los dispositivos de canal estrecho tienen la peor degradación con cambios negativos en el voltaje de umbral, variaciones en la transconductancia y aumento de las corrientes de fuga subumbrales, lo que sugiere la captura de carga en el aislamiento de trinchera poco profunda (STI). La tolerancia mejorada a la dosis ionizante de los dispositivos del núcleo de canal corto probablemente está relacionada con el aumento del dopaje del canal inducido por la superposición de las implantaciones de halo. Finalmente, los transistores fabricados para aplicaciones de baja fuga muestran una insensibilidad casi total a la dosis ionizante debido al mayor dopaje de masa utilizado durante la fabricación para minimizar la corriente de fuga de drenaje a fuente.
Descripción
La sensibilidad total a la dosis ionizante de la tecnología CMOS planar de 150 nm se evalúa midiendo las respuestas en corriente continua de los nMOSFETs en varios pasos de irradiación de hasta 125 krad(SiO). Diferentes sensibilidades a la dosis ionizante se miden para transistores construidos con diferentes dimensiones de canal y voltajes de operación (E/S y núcleo). Los resultados experimentales evidencian relaciones fuertes entre la sensibilidad a la dosis ionizante y los perfiles de dopaje en el canal. Los transistores E/S tienen la mayor sensibilidad a la dosis ionizante debido a su óxido de compuerta más grueso y un dopaje de masa más bajo en comparación con los dispositivos del núcleo. En general, los dispositivos de canal estrecho tienen la peor degradación con cambios negativos en el voltaje de umbral, variaciones en la transconductancia y aumento de las corrientes de fuga subumbrales, lo que sugiere la captura de carga en el aislamiento de trinchera poco profunda (STI). La tolerancia mejorada a la dosis ionizante de los dispositivos del núcleo de canal corto probablemente está relacionada con el aumento del dopaje del canal inducido por la superposición de las implantaciones de halo. Finalmente, los transistores fabricados para aplicaciones de baja fuga muestran una insensibilidad casi total a la dosis ionizante debido al mayor dopaje de masa utilizado durante la fabricación para minimizar la corriente de fuga de drenaje a fuente.